Résumé:Ces dernières années, avec la demande croissante du marché de l'électricité, l'armoire de commutation haute tension en tant que partie importante du système d'alimentation, sa propre sécurité, son économie ont également été appréciées. Cet article met l'accent sur l'application de la technologie de mesure de la température sans fil dans l'armoire de commutation haute tension de 35 KV, présente les caractéristiques techniques et le principe de fonctionnement, l'induction de son application dans l'armoire de commutation haute tension de 35 KV et l'utilisation du système de mesure de la température sans fil passif dans la Sous - station.

Mots clés: armoire de commutation haute tension; Thermométrie sans fil; Technologie; Application

0 Introduction

Avec la demande croissante et constante de systèmes électriques sur le marché de l'électricité, des exigences plus élevées sont imposées en matière de qualité et de fiabilité de l'approvisionnement en électricité. L'adoption généralisée de nouvelles technologies et de nouveaux processus dans les armoires de commutation a permis d'améliorer considérablement leur fiabilité. Le gaz hexafluorure de soufre a de bonnes caractéristiques d'isolation et d'extinction d'arc et a trouvé une large application dans les appareillages haute tension. Armoire de commutation haute tension entièrement fermée sous une charge élevée pendant une longue période de temps, ses performances de dissipation de chaleur sont médiocres, ce qui entraîne facilement une accumulation de chaleur, l'augmentation de la température affectera négativement les performances d'isolation des appareils électriques; L'armoire de commutation à haute tension entièrement fermée ne peut pas observer le contact mobile avec la connexion de position de contact statique à l'intérieur de l'armoire, la séparation du couteau de terre et d'autres situations, ne peut pas effectuer de mesure de température à l'intérieur du corps de l'armoire, il existe un risque de sécurité important. Grâce à la surveillance directe de la rangée de maîtres de l'armoire de commutation haute tension, des connecteurs de câble, il est possible de réduire efficacement les incendies et les pannes de courant de grande surface dues à la surchauffe.

1 armoire de commutation haute tension technologie de mesure de la température sans fil application signification

Le site de connexion conducteur de l'équipement électrique est desserré, l'obturateur à couteaux, le contact du disjoncteur est desserré, etc., tous les agrégats de température de l'équipement, ce qui dégrade les performances des composants concernés, ce qui déclenche la fusion du fil, le claquage de l'isolation et compromet gravement la sécurité du réseau électrique. Avec le développement continu de l'industrie de l'acier, la Sous - station sans surveillance dans le système d'alimentation électrique sera largement utilisée, un contrôle plus strict des diverses informations dans la Sous - station, mais actuellement la surveillance de la température de la Sous - station de l'équipement principal est encore au stade initial, la portée de la surveillance est petite, en particulier dans la surveillance de la température de l'équipement hermétique, plus dans la « zone aveugle», le niveau technique est également relativement en retard. Les équipements haute tension des postes de transformation actuels sont essentiellement fermés, les méthodes traditionnelles de thermométrie ne sont pas possibles, certaines installations adoptent également des méthodes de thermomètres à cellules ouvertes et infrarouges, mais présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir collecter et envoyer des données en temps réel, avec des exigences élevées en matière de performances d'isolation du système électrique; Ne peut pas être attaché directement à l'appareil sous tension haute tension, la faible précision nécessite une vérification, il faut également une personne sur place pour que l'effet soit visible et convient uniquement aux appareils exposés; Cependant, la sécurité de ce modèle est plus élevée. Les méthodes traditionnelles de thermométrie ne répondent pas à l'exigence d'une surveillance en temps réel des positions critiques des principaux équipements par des stations sans surveillance. Mettre au point un système de mesure de la température à large champ d'application, sûr et fiable, surveiller en temps réel la température des parties critiques des équipements importants (en particulier les dispositifs de fermeture hermétique), détecter rapidement les risques de défaillance, prendre des mesures pour prévenir l'extension des accidents, ce qui est important pour garantir le fonctionnement sûr du réseau électrique.

Principe et caractéristiques techniques de plusieurs types de capteurs thermométriques sans fil couramment utilisés dans les armoires de commutation haute tension de 2 35kV

2.1 Principe de la thermométrie sans fil

Le principe de base de la thermométrie sans fil est: capteur de température, capteur de température infrarouge, capteur à semi - conducteur, capteur de température de surface, capteur passif sans fil. Le principe de fonctionnement du capteur thermique est que la résistance varie avec le changement de température, la thermistance est très sensible et peut facilement détecter le changement de température; L'inconvénient est que la valeur de résistance n'est pas linéaire, la plage de température est stricte, les éléments sont sujets au vieillissement, la durée de vie est relativement courte, la précision et la stabilité diminueront également avec le raccourcissement de l'âge. Les caractéristiques du thermomètre infrarouge sont sans contact et ne perturbent pas l'état de la chose mesurée; Son insuffisance réside dans sa vulnérabilité à des facteurs tels que la température, l'humidité, le rayonnement, etc. Le capteur à semi - conducteur a une grande précision, mais il a un temps de réaction plus lent que les thermistances. Les avantages des capteurs à semi - conducteurs sont une sécurité élevée, une grande précision d'identification et une plus grande fiabilité. Il se caractérise par l'utilisation de la thermométrie passive, la méthode de transmission sans fil pour réaliser la mesure de la température de l'armoire de commutation. L'avantage est une petite taille et une faible consommation d'énergie, mais l'inconvénient est que le signal est livré sur une courte distance et qu'il ne peut pas être obstrué, ce qui peut entraîner un changement de phase si le point mesuré se déplace ou vibre, ce qui affecte la précision de la mesure de température. Le capteur sans fil passif utilise la récupération d'énergie pour obtenir l'énergie nécessaire au capteur, W élimine complètement la batterie et le mode de prise d'énergie conventionnel Ct. Utilisant la méthode équipotentielle pour atteindre la sécurité et la fiabilité du réseau électrique à haute tension, la technologie eh a des caractéristiques telles que la circulation, la faible consommation d'énergie et est la direction du développement de la mesure de température sans fil à l'avenir.

2.2 caractéristiques techniques de cette thermométrie

Ce qui suit concerne les caractéristiques techniques d'un système passif de mesure de température sans fil, c'est - à - dire qu'un champ magnétique alternatif se forme près de la rangée mère lorsqu'elle est traversée par un courant alternatif, et généralement ces champs sont libérés dans l'air et ne peuvent pas être exploités. Maintenant, une bande métallique spéciale est installée sur la rangée principale, ce qui permet à l'énergie du champ magnétique de circuler à travers la bande métallique, tandis que sur la bande métallique, il y a une bobine, et lorsque les courants se rassemblent, le MCU libère suffisamment de courant, puis le réseau sans fil transfère la chaleur au MCU. Le capteur utilise un champ magnétique AC initialement inutile pour alimenter le MCU, ce qui lui permet de fonctionner pendant de longues périodes sans utiliser de batterie, avec une durée de vie de plus de 10 ans et sans nécessiter de réparations. Contrairement à la tôle d'acier au silicium en général, la tôle d'acier au silicium a une ligne droite, le courant primaire et le courant secondaire sont dans une relation linéaire, lorsque le courant primaire est important, le courant secondaire sera absorbé par une grande quantité de courant secondaire, ce qui entraîne un risque que le courant secondaire ne puisse pas être libéré. Les capteurs passifs sans fil utilisent un alliage spécial avec une faible plage de linéarité, un champ magnétique atteignant rapidement l'état de saturation, une augmentation constante du courant primaire et peu de croissance du courant, de sorte qu'aucun appareil de chauffage n'est nécessaire et qu'aucun vortex et aucune augmentation de température ne sont générés.

Thermomètre sans fil passif, sa petite taille, après l'installation, sa hauteur avec la hauteur de l'anneau de fer de contact dynamique, fondamentalement n'a aucun effet sur la distance d'isolation, ni sur la sécurité de l'installation électrique. Le signal de l'inducteur sans fil passif doit sortir de l'armoire de commutation, à plus de 20 mètres de distance, de sorte qu'il n'y a pas de récepteur dans l'armoire de commutation, ni de câble, ni d'antenne, juste un inducteur, n'aura aucun impact sur la sécurité des appareils. À l'heure actuelle, la plupart des équipements de détection sans fil en Chine utilisent des éléments de détection numériques importés de haute précision, et tous utilisent la mesure de la température par contact. Le capteur permet une mesure rapide des variations de température à proximité du point chaud du cheveu, ce qui permet une grande précision. Tous les programmes de transfert de données sont vérifiés et les données vérifiées sont supprimées, de sorte qu'il n'y a pas d'erreur de température due au transfert. Petit, peut être installé dans le contact mobile, le contact statique, la ligne d'entrée et de sortie du transformateur, la porte à couteaux et d'autres parties, une forme d'installation de plusieurs capteurs qui facilite la construction.

Les numéros d'usine de tous les capteurs sont fixes et ne nécessitent qu'une correspondance sur l'équipement récepteur pour fonctionner, aucune coordination préalable n'est requise, ni réparation et remplacement spécialisés. Le système de détection utilise la technologie d'accès multiple par répartition de fréquence, chaque capteur utilise la même bande pour communiquer, la bande requise ne dépassera pas 20 Ms. le capteur thermométrique sans fil passif utilise la même architecture de communication que les autres capteurs de température et d'humidité ambiante, d'affichage sous tension, d'extracteur d'humidité, de capteur de déplacement, etc. il peut partager un seul dispositif de réception, ce qui facilite l'installation ultérieure du capteur pour collecter d'autres grandeurs physiques. Des interfaces standard telles que Modbus et 61850 sont également intégrées pour permettre la communication avec d'autres fabricants. Différentes interfaces de partage sont disponibles pour le partage de données sur d'autres plateformes. Avec interface de communication RS485, interface de communication TCP / IP, interface de communication RS232. Pour la commodité de l'utilisateur, il existe une variété d'interfaces d'affichage, avec des interfaces d'affichage séparées pour les armoires de commutation et les changeurs, et la possibilité de centraliser les données de la province sur le serveur. Le thermomètre sans fil passif surmonte l'inconvénient d'être sous - alimenté par batterie et fournit plus de puissance, de sorte que la transmission de données peut être effectuée même à des températures plus élevées. La plage de température est de - 45 ~ 125 degrés Celsius, actuellement les fabricants continuent de s'améliorer, la température future sera comprise entre - 45 ~ 135 degrés Celsius.

3 Application de la technologie de thermométrie sans fil passive dans une armoire de commutation haute tension 35kV

Afin d'améliorer les travaux de réparation du transformateur et de résoudre rapidement le problème de la production de chaleur de l'armoire de commutation haute tension, un système de mesure de température sans fil a été choisi. Conformément à la réglementation pertinente, en combinaison avec les conditions réelles, l'armoire de commutation haute tension de 35 KV a été mise en service sur site, testée, collectée des informations, analysée et vérifiée que le système est fiable et pratique. Après l'adoption de la technologie de thermométrie sans fil, le changeur de courant contrôle efficacement le problème de la production de chaleur de l'armoire de commutation haute tension de 35 KV, ce qui garantit la sécurité de l'alimentation électrique.

4 système de thermométrie sans fil ankory

4.1 Structure du système

Le système de surveillance thermométrique sans fil acrel - 2000t communique directement avec les appareils du compartiment via le bus RS485 ou Ethernet, la conception du système suit les normes internationales Modbus - RTU, Modbus - TCP et d'autres réglementations de transmission, la sécurité, la fiabilité et l'ouverture sont grandement améliorées. Le système a télécommande, télémétrie, télécommande, télétonalité, télécommande, alarme d'événement, courbe, diagramme de bâton, rapport et fonction de gestion de l'utilisateur, il peut surveiller l'état de fonctionnement de l'équipement du système de thermométrie sans fil, réaliser une réponse d'alarme rapide et prévenir les défaillances graves.

Convient à la surveillance de la température des équipements électriques tels que l'Internet des objets de puissance, les aciéries, les produits chimiques, le ciment, les hôpitaux, les aéroports, les centrales électriques, les mines de charbon et autres entreprises minières, les stations de distribution et de distribution.

Diagramme de structure du système de surveillance en ligne de la température

4.2 Fonctions du système

L'unité principale du système de thermométrie acrel - 2000t est installée dans la salle de surveillance de service et peut surveiller à distance l'état de température de fonctionnement de tous les appareils de commutation du système. Le système a les fonctions principales suivantes:

1. Affichage de la température: affiche la valeur en temps réel de chaque point de mesure de la température dans le système de distribution, peut également réaliser l'ordinateur web / téléphone mobile app pour visualiser les données à distance.

1. Courbe de température: voir la courbe de tendance de la température pour chaque point de mesure de la température.

1. Exécutez des rapports: Interrogez et imprimez les données de température pour chaque point de mesure.

1. Alerte en temps réel: le système est capable d'alerter sur les températures anormales aux différents points de mesure. Le système dispose d'une fonction d'alarme vocale en temps réel, capable d'émettre une alarme vocale sur tous les événements, la méthode d'alarme a des fenêtres contextuelles, une alarme vocale, etc., et peut également envoyer des messages d'alerte SMS / app pour alerter les personnes en service à temps.

1. Interrogation d'événements historiques: capable de stocker et de gérer des enregistrements d'événements tels que des températures plus élevées, facilitant la traçabilité historique des événements et des alarmes du système par les utilisateurs, interrogeant les statistiques, l'analyse des accidents, etc.

4.3 configuration matérielle du système

Le système de surveillance en ligne de la température se compose principalement du capteur de température et de l'unité d'acquisition / d'affichage de la température de la couche d'équipement, de la passerelle de calcul de bord de la couche de communication et de l'hôte du système thermométrique de la couche de contrôle de la station, permettant la surveillance en ligne de la température des sites électriques clés du système de distribution variable.

5 mots de fin

Résumé il est actuellement difficile de répondre aux exigences de l'armoire de commutation haute tension 35 KV avec la technologie de thermométrie sans fil conventionnelle. Et l'armoire de commutation à haute tension est un équipement clé dans le système d'alimentation électrique, si elle tombe en panne, cela aura un impact important. L'armoire de commutation haute tension de 35 KV utilise la technologie de thermométrie sans fil pour la mesure, l'installation de l'équipement de mesure est facile, les résultats de mesure rapides et plus conformes au développement rapide de la technologie d'aujourd'hui. Dans la future technologie de mesure de la température, les problèmes qui se posent lors de l'utilisation doivent être résumés et étudiés en combinaison avec des conditions d'application réelles, et le système de mesure de la température doit être perfectionné dans un apprentissage et un tâtonnement constants.

Références:

[1] Marina, Yang Yang. Analyse de l'application de la technologie de thermométrie sans fil pour les armoires de commutation haute tension de 35 KV

[2] huangxian min.35kv commutateur cabinet décharge partielle technologie de détection sous tension application et simulation analyse [d]. Beijing: Beijing Jiaotong University, 2015.

[3] ancore Enterprise Microgrid Design & Application manual version 2020.06

[4] solution de surveillance des sous - stations électriques d’ancory 2021.10