配电柜实时监测系统

2024-06-06 135

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。

(2)温度监测:在监控系统上集中显示被测各点的温度值。
(3)报警功能:实际测量到的参数值超过报警值时进行声光报警,并带有语音报警功能。
(4)故障显示:被测设备温度点的位置非正常工作时显示故障。
(5)数据库功能:存储所有被测点的各个时刻的温度值,以便进行历史查询历史曲线显示。
(6)权限管理:可进行权限设置。运行数据的设定、修改等需经有使用权限的系统操作人员操作方生效。

(7)远程通信:系统提供RS485总线通讯方式,以满足远程通信。


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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。

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能量来源:传感器利用一次回路电流取电,能量供给远远不断,温度采样速率随意设定。
超低功耗设计:主芯片采用美国TI公司,功耗低,低可至0.03mw,区别于传统的感应供电,不存在发热现象。
温度传感器一次回路取能范围大大加宽:只用2a就可启动,高至10000A,完全满足现有市场的开关柜负荷要求(现有市场的开关柜设计负荷高可至6000A),基本无盲区。
外观设计:超精小化设计,适合所有的开关柜及电缆接头等多种部位的温度监测,无需根据不同测温位置,不同开关负荷选用不同规格尺寸,不同技术参数的传感器,大大节省了供货难度和供货时间,同时现场安装更方面快捷,大大缩短了现场安装时间。
测温元件:采用耐高温、高精度热敏电阻,测温范围宽至-40℃~+200℃,精度±1%。


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。

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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

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技术参数
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


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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。

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环网柜

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断路器红外接头效果

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螺丝接头红外效果

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