高压开关设备温度在线监测系统

 

电力系统安全稳定运行是电力系统控制的根本目标和进行电力市场交易的重要保障高压开关柜是电力系统中一个非常重要的电气设备，由于长期在高电压、大电流和满负荷的条件下运行，开关柜中的母线接点、高压电缆接头等部位容易因接触电阻过大或老化而发热，使相邻的绝缘部件性能劣化，大大缩短高压开关的使用寿命，甚至导致击穿烧毁而造成事故，影响整个电力系统的正常工作。因此，其可靠性越来越多地受 到人们的关注。由于高压电气设备一般都处于高电压、大电流和强磁场的环境中，在实际监控中，必须要求监控对象与监测仪器之间进行电压隔离，其测试信号的有效传输也是一直比较难以解决的问题。目前，母线温度检测主要有4种方案：采用色片、热红外检测技术、光纤测温技术、无线温度监测技术。

淄博正瑞电子有限公司结合高压开关柜的实际要求，研发了基于无线网络的技术的高压开关触头温度在线监测系统。无线在线监测装置采用无线通信技术进行高压隔离和信号传输，利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能，较好地解决了高压开关柜内触头运行温度不易监测的难题。

1. 系统功能

(1)测温节点测量范围不小于-40 ℃～+125 ℃，测量精度大于0.5 ℃。

(2)主机最多可监测31个开关柜，每个开关柜可以配置9个测温节点。这样整个系统总的测试点个数可达31×9=279个。

(3)每个开关柜配置一个柜内温度监测装置，装在开关柜的门上，通过接收测温节点的温度数据实时显示开关柜触头和母线温度，并能够通过该装置对预警温度和报警温度进行设置。并能通过指示灯和蜂鸣器进行报警。

　　(4)由感应电源给测温节点供电，能在开关工作电流40～4 000 A范围内可靠工作，能承受在500 ms内40 000 A电流的冲击。

2. 系统总体结构

　　如图1所示，整个监测系统主要分3个部分：无线测温网络、感应电源和监测PC。

 

 

 

无线测温网络主要包括：测温节点、温度监测装置(包括采集和显示模 块)、数据转发器。测温节点主要由无线收发芯片和温度传感器构成。温度监测装置主要由无线芯片实现无线通信，单片机实现显示等其他任务。数据转发器由无线收发芯片和单片机组成，用于将收到的温度数据转发给温度监测装置。

3. 系统工作原理

高压开关闭合工作时，感应电源从母线取得能量，经一系列整流、滤波、稳压处理，得到3.3 V电源，并为测温节点供电。测温节点根据设定的测温频率进行测温，这里设定为每1 s一次，并把数据传给数据转发器，数据转发器将数据发给柜内温度监测装置，同时温度监测装置显示本开关柜的9个节点的温度信息，再把收集到的温度信息通过RS485发给监测PC机，用于显示和存档。

4. 结语

　　高压开关作为电力系统的重要设备，其安全可靠 运行是保证电力网健康工作的必要前提。淄博正瑞电子有限公司采用基于无线网络测温技术对高压开关触头温度进行在线监测，具有可靠性高、抗干扰能力强、低功耗等优点。在给无线测温节点供电上采用高压自具电源，能够在很宽的电流范围内可靠工作。系统实时监测高压开关柜的健康状况，为开关柜的提前维护提供了依据，有效保障了电力系统的可靠运行。