配电柜实时监测系统
发电厂、变电站的高压开关柜在电力系统中起着发电、输电、配电和电能转换过程中开合、控制和保护作用。随着电网设备技术的发展,高压开关柜也得到广泛的使用。温度是表征开关柜运行正常的一个重要参数,开关柜在长期运行过程中,开关的触点和母线连接等部位因老化导致接触电阻过大而发热,而这些发热部位的温度很难监测,并且由于高压开关柜的密闭性,因此难以测量运行中柜内接(触)头的实际温度,如不及时发现并处理接(触)头过热性缺陷,严重威胁电力安全生产。开关柜设备长期的超温运行,会降低设备的性能及使用寿命,引发设备故障,影响电网的正常运行,甚至引起电气火灾,造成巨大经济损失。
高压开关柜的温度在线监测越来越得到用户的认可和重视,目前CT感应取电无线测温系统在高压开关柜上得到广泛应用,无源无线测温传感器安装维护方便,组网简单,实时在线,可以代替传统的人工定期巡检的方式,及时发现电力设备的温度异常,保证设备安全运行。
无线测温系统的应用,解决了长期以来高压开关柜需要人工现场测温,开关柜内部温度无法测量等问题,大大减少了设备检修停电次数和时间,减轻了日常巡检的工作量,提高工作人员自身安全性。无源无线测温系统能及时发现各关键点部位的温度异常状况,避免连接部位老化或接触电阻过大而产生过热现象,为电力安全生产和供电提供了有力保证,提高了设备的智能性。
通过软件能够与不同协议的终端仪表通讯,并将数据写入SQL数据库,可查询历史记录,曲线,报警窗口弹出,打印等。同时能够实现局域网内客户端查看数据。
配电柜实时监测系统系统具有以下功能:
(1)电气监控系统分布图:在显示界面可以显示一次系统模拟图。
(7)远程通信:系统提供RS485总线通讯方式,以满足远程通信。
用于高压开关柜触点及接点、刀闸开关、高压电缆中间接头、变压器、低压大电流等设备的温度监测。用于接收无源无线温度传感器(DTS-6)发射的无线数字信号,并将信号转换成电信号,经内部电路处理,通过显示屏显示当前所测温度,可以实现250个无线温度传感器的数据采集。同时通过RS485通讯上传到监控主机,使运行人员能够对温度进行实时在线准确地巡检,对高压电气设备接点温度状态能够及时地掌握。可以根据用户设定预警、报警温度值,实现高温预警、超温告警、相间温差报警、温度突变量告警等功能,装置可存储200条告警记录,同时告警时继电器出口可以控制声光报警器,帮助用户及时发现故障,尽快分析查找设备故障原因,恢复正常供电。所有测量数据都可以通过485接口及标准Modbus-RTU协议接入边缘计算网关,实现网络组网,将数据上传至无线测温监测系统主机。
1、无源无线测温传感器的设计
无源无线测温传感器的感应电源采用小CT磁饱和技术由一次电流感应出电源。充分利用高压开关柜内三相母线电流产生的大量电磁能,根据电流互感器模型进行设计。当通过电流保持在3A-5000A之间,感应电源即可不间断提供给传感器稳定的工作电压,消除了电池供电需要停电更换的弊端,大大减少了维护工作量。
2.双目测温卡片机
双光谱测温卡片机,200W像素可见光,支持双通道融合,热成像分辨率为160×120,测温精度为±2℃,体积小巧,可实现狭小空间内可视化布控。
热成像分辨率 | 160×120 |
探测器类型 | 非制冷型氧化钒探测器 |
热成像镜头焦距 | 1.8mm | 3.1mm |
热成像视场角 | 90° × 66.4° | 50° × 37.2° |
可见光分辨率 | 200W |
可见光镜头焦距 | 2mm 支持白光补光 |
功率 | 日常运行3 W,最大5 W |
电源 | DC10~30 V或POE(802.af) |
尺寸 | 106×56×38.8 mm(长宽厚) |
防护等级 | IP67 |
其他功能 | 支持配电柜内磁吸安装、壁装、吊装、柱装 |
3.测温传感器
无源无线测温传感器针对电气设备接点部位由于材料老化、接触不良、电流过载等因素引起的温升过高,且不宜探测的故障隐患进行温度在线监测
电源 | 电磁能收集(母线电流≥5A) |
尺寸 | 23×22.96×9.9 mm(长宽高) |
防护等级 | IP68 |
工作温度和湿度 | -40°C~85°C,<95% RH |
测温方式 | 接触式 |
测温精度 | ±1°C |
测温范围 | -45°C~125°C |
测量间隔 | 10s |
发送间隔 | 40s~180s,温度越高发送间隔越短 |
工作频率 | 433MHz |
发射功率 | 10dBm |
传输距离 | 无遮挡:≤500m;实验室屏蔽箱:≤75m |
阻燃等级 | V0 |
4.智能联网主机
智能联网主机,可针对热成像卡片机及温度传感器历史数据进行记录、分析,输出分析报告,提升运维效率。
功率 | ≤13.3W |
电源 | DC 12V 5A(标配适配器) |
尺寸 | 225×175×67mm |
防护等级 | IP20 |
工作温度和湿度 | -10°C~60°C,<95% RH |
处理器 | Intel 酷睿i5-4200U |
显卡 | 集成HD显卡 |
内存 | 4G,单通道DDR3L-1600 |
硬盘 | 500 GB |
IO接口 | 6*USB,4*RS485,2*RS232 |
系统 | Ubuntu-18.04 |
可接入节点 | 16路视频预览,1000路传感器数据/红外规则信息 |
以太网络 | 2路,10M/100M/1000M自适应RJ45口 |
高压柜
断路器室三个上触头、三个下触头 动态头与静态头咬合不好造成发热现象。
电缆室三相不平衡接头易造成发热现象
环网柜电缆室插拔头插接不好导致发热现象。
汇流框内部电气接头过载造成发热现象。
箱体变压器高低压出线接头测温
低压柜接线端子过流过载造成发热现象
电容柜电气接头解决空间小 面积大的测温问题
应用案例:
红外实时监测覆盖整个高压开关柜,过载的保险丝,接触不良的问题点,都会实时监测,及时发现问题并报警,不会因为未被发现而持续蔓延,而造成重大财产损失。
环网柜
断路器红外接头效果
螺丝接头红外效果