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金源电气向你讲解电力设备温度在线监测技术发展趋势

作者:admin 发布日期:2021/7/13 关注次数: 二维码分享

电力系统是一个由众多发电、输电、变电、配电及用电设备连接而成的大系统,电力设备的故障不仅会造成供电系统意外停电而导致电力企业经济效益减少,而且有可能造成用户的重大经济损失,因此这些设备的可靠性及运行状况直接决定了整个电力系统的稳定和安全,也决定了电力企业的经济效益及供电质量和可靠性。




对电力设备进行在线监测,并借助各种先进的计算方法对监测数据进行分析,以便及时发现设备的故障隐患,采取预防措施,实现科学的设备故障诊断和状态检修,对电力系统运行的可靠性、安全性具有重要意义。随着在线监测技术不断发展和成熟,以及在线监测技术近年来在我国电力系统的成功应用,状态检修替代定期检修已被电力系统所接受和认同,成为设备检修的必然趋势。国家电网公司早在2010年颁发了《变电设备在线监测系统技术导则》并开始全面推广实施设备状态检修,全面提升设备智能化水平,推广应用智能设备和技术,实现电网安全在线预警和设备智能化监控。

目前,在线监测主要以变电站一次设备为主,包括有:电容性设备的电容量、介损在线监测;金属氧化物避雷器的全电流、阻性电流在线监测;变压器本体绝缘油色谱在线监测、本体超高频局放在线监测、套管局放、介损在线监测、有载开关动态特性在线监测;GIS超高频局放在线监测、微水在线监测;开关机械特性监测及六氟化硫气体密度在线监测等。

电力设备温度在线监测技术一般由先进的传感器技术、通讯系统、计算机与信息处理技术、专家分析系统及系统数据信息库组成。随着科学技术的不断发展,电力设备温度在线监测技术向着自动化、智能化、实用化的方向发展。

物联网技术的应用

物联网技术被视为继计算机、互联网之后的下一次信息技术浪潮和新技术的引擎,我国已经将物联网技术作为国家新兴战略产业之一,并明确提出物联网将融入到智能电网的建设中。所谓物联网,即通过射频识别(RFID)、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备,把物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网具有对系统及环境实时信息全面感知、通过网络的融合与协同进行信息的实时传输和共享实现可靠互联、对海量的感知信息进行数据智能分析处理的特征。

面向电力设备温度在线监测的物联网架构分为三层,感知层、网络层、应用层。

感知层采集电力设备的实时温度数据,其基础技术主要包括传感器技术、短距离传输技术等。传感器技术主要采用各种温度传感器,如接触式温度传感器、红外温度传感器等,温度传感器直接安装在电力设备上;短距离传输技术需要考虑高低压绝缘隔离,对于电力设备温度监测系统,主要采用无线通信技术,如Zigbee通信、2.4G/433M无线通信等。

网络层支撑感知层和应用层之间的信息传输以及数据通信。网络层与感知层之间通过无线通信获取感知层温度传感器的信息;对于网络层与应用中的通信,鉴于对数据安全性、传输可靠性、数据实时性的要求,物联网的信息传递主要依靠电力通信网来实现,以电力光纤网为主,以电力线载波通信网、数字微波网为辅。

应用层对采集到的各电力设备的温度数据进行分类、综合、转换、分析、决策、共享,其重点是构建为能为不同应用提供服务的智能化平台,能够提供各种异常报警、趋势分析、在线诊断、数据共享等服务。

物联网技术的应用,是实现电力设备温度在线监测的基础,同时也可以提高电力设备温度在线监测系统的可靠性、安全性、实时性。

无源传感技术,取代电池供电

电力设备温度在线监测技术中的传感器是实现温度感知的部分,采用无线通信的温度传感器供电渠道主要以电池为主。温度传感器通常工作在高压大电流的环境下,电磁环境恶劣,对电池的工作寿命有较大的影响,且电池容量有限,需要定期更换和维护;另外电池在高温环境下,容易出现爆炸事故,有一定的安全隐患问题。因此,温度传感器的供电问题严重制约了电力设备温度在线监测技术的发展。

变电设备在线监测

随着传感器技术的发展,为了突破电池供电带来的问题障碍,采用电场取电、磁场取电、射频供电、温差供电、声表面波技术等无源传感技术脱颖而出,已经被视为电力设备温度在线监测传感器的技术发展方向,无源传感器技术不需要电池供电,优势明显:

(1)采用无源传感器技术的温度在线监测传感器可以在电力设备生命周期内免维护,提升了电力设备温度在线监测系统的可靠性。

(2)不需要电池,没有高温爆炸的安全隐患,安全性高;同时,能够持续对电力设备的高温进行监测,让用户能够在事故发生前及时发现设备隐患和故障。

(3)无源传感技术的应用,能够大量减少电池的使用,减少了电池带来的各种污染,对环境保护做出了贡献,具有一定的社会价值。




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