تطبيق نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي في معدات كهربائية عالية الجهد لمنجم الفحم

مهندس: ميشيل تشو Tel: 86 ive: our mage:

جيانغسو أكريل الكهربائية MFG Co. Ltd

خلاصة:مع التطور المستمر للاقتصاد الاجتماعي ، يتحرك نظام الطاقة نحو اتجاه الجهد العالي والسعة العالية. تظهر التقنيات والمعدات الجديدة لنظام الطاقة في تيار لا نهاية له ، وتستمر قدرة نقل الطاقة في التحسن. ومع ذلك ، فإن حمل الطاقة عالي الجهد الذي تحمله المعدات الكهربائية عالية الجهد يجعل أيضًا ارتفاع درجة الحرارة الخاصة به هو السبب الذي يهدد استقرار شبكة الطاقة. أصبحت درجة حرارة المعدات معلمة مهمة للتشغيل المستقر لمعدات نقل الطاقة في شبكة الطاقة الحالية. بناءً على أسباب ارتفاع درجة حرارة المعدات الكهربائية عالية الجهد ، تحلل هذه المقالة هيكل وتطبيق نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي ، وتحلل مزايا وعيوب تطبيقه ، ويقدم أمثلة تطبيق لتوفير مرجع للتشغيل والتطوير المستقر لنظام الطاقة في بلدنا.

الكلمات الرئيسية:نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي ؛ معدات كهربائية عالية الجهد ؛ مزايا وعيوب

تحتوي المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي في نظام الطاقة في بلدنا على مجموعة متنوعة من نقاط الاتصال ، مثل مفاصل التبديل المعزولة ، والعقد الحديدية ، إلخ. بسبب مشاكل الجودة في عملية التصنيع أو السلامة ، ستعاني العديد من الأجهزة من مشاكل الاتصال السيئة وسيتم توليد مقاومة كبيرة أثناء الاستخدام ، مما يؤدي إلى مشاكل ارتفاع درجة الحرارة.

1. أسباب ارتفاع درجة حرارة المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي

لا يمكن فصل تطبيق نظام قياس درجة الحرارة عن تحليل سبب مشكلة ارتفاع درجة الحرارة. الأول هو مشاكل الجودة والتركيب للمعدات الكهربائية ذات الجهد العالي نفسها ، وخاصة في مفاصل براغي المعدات. ما إذا كانت نقاط الاتصال تفي بالمعايير ، وما إذا كان الضيق يفي بالمعايير كلها تؤثر على قوة المقاومة. العديد من وصلات المعدات سيكون لها مشاكل متفاوتة وخشنة أثناء التثبيت. سيؤدي الطحن غير الكافي أيضًا إلى زيادة المقاومة وضعف الاتصال ، مما سيؤثر على استخدام المعدات وجعل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة واضحة. ثانيا ، الحماية من الإهمال أثناء نقل المعدات الكهربائية عالية الجهد سوف تسبب المطبات ، مما يؤدي إلى تشوه نقاط الاتصال أو الأجزاء الرئيسية ، مما يؤدي إلى ضعف الاتصال. الثالث ، السطح المعدني للمعدات الكهربائية عالية الجهد نفسه عرضة للتآكل أو تفاعلات الأكسدة ، كما أن المشاكل على سطح الجهاز ستؤثر أيضًا على ملامسة الجهاز. إن بيئة العمل السيئة لبعض المعدات الكهربائية ، مثل ارتفاع درجة الحرارة والمطر والثلج والرياح القوية ، سوف تسرع من شيخوخة المعدات نفسها ، مما يسبب مشاكل ارتفاع درجة الحرارة. رابعًا ، تؤثر العوامل الخارجية على ضعف الاتصال عند توصيل الجهاز. العديد من مواقع تشغيل المعدات معقدة نسبيًا ، كما أن الروابط المختلفة مثل تركيب المعدات واستخدامها وصيانتها عرضة للأخطاء ، مما يؤدي إلى ضعف ملامسة العديد من موصلات الكابلات ومفاتيح العزل ، ومشاكل ارتفاع درجة الحرارة خطيرة. خامس ، الجهاز تحت ضغط تحميل عالي لفترة طويلة. المعدات الكهربائية عالية الجهد نفسها تحمل نقل وتطبيق الكهرباء عالية الجهد. بمجرد أن يكون التيار كبيرًا جدًا ويتجاوز القدرة الاستيعابية للمعدات ، إلى جانب التأثير الحراري للتيار نفسه ، سترتفع درجة حرارة المعدات بسرعة.

في التشغيل الفعلي للمعدات ، ستحدث المشاكل الخمس المذكورة أعلاه في مفاصل قواطع الدوائر الكهربائية ، الموصلات ، وصلات الكابلات ، البطانات وحانات الحافلات ، إلخ. هذه المناطق لديها العديد من العيوب وهي عرضة لمشاكل ارتفاع درجة الحرارة. في الفحص والصيانة اليومية ، يجب أن يركز الموظفون على الفحص والصيانة. أثناء فحص الجهاز ، لا يمكن لقياس درجة حرارة الجهاز فقط فهم حالة الجهاز أثناء الاستخدام ، ولكن أيضًا اكتشاف الحرارة الزائدة الناتجة عن ضعف الاتصال أو الحمل الزائد في الوقت المناسب. في الدولة المشحونة ، بسبب تأثير التيار والحرارة ، من الطبيعي أن تكون درجة الحرارة الداخلية أعلى من العالم الخارجي ، لكن تغير الحرارة بسبب فشل الجهاز نفسه أو الحمل الزائد يجب مراقبته عن كثب. ستؤدي مشكلة ارتفاع درجة الحرارة هذه إلى تفاقم شيخوخة المعدات ، مما يقلل من عمر المعدات ، وقد يتسبب حتى في حرق المعدات. لذلك ، من الضروري جدًا تطبيق نظام قياس درجة الحرارة على المجلد العاليمعدات كهربائية للتنقل.

في الصين ، أكثر طرق قياس درجة الحرارة استخدامًا لمعدات الطاقة عالية الجهد هي طريقة رقاقة عرض درجة الحرارة ، طريقة قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، طريقة قياس درجة حرارة الألياف البصرية ونظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي. يتم تشغيل كل من طريقة عرض درجة الحرارة ومقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء يدويًا ، ولا يمكن جمع البيانات في الوقت الفعلي. من خلال قياس الألياف البصرية ، يمكن الحصول على نتائج القياس في الوقت الفعلي. ومع ذلك ، في حالة الجهد العالي والمنخفض ، لا يمكنه عزل العوامل البيئية تمامًا ، ولا يمكنه تلبية متطلبات مواصفات الأجهزة الكهربائية للأدوات عالية الجهد. علاوة على ذلك ، عند التثبيت في الخزانة ، هناك أيضا عقبات كبيرة لتركيبها بسبب مشاكل مثل الألياف البصرية ليست مقاومة لدرجة الحرارة العالية والأسلاك صعبة. قياس درجة الحرارة اللاسلكية الحالية تعتمد التكنولوجيا بشكل أساسي على وضع الإرسال اللاسلكي الحالي للتغلب على مشاكل الاتصال والتعلق في الحلقات الأولية والثانوية ، وبالتالي تحسين سلامة استخدام الطاقة عالية الجهد.

2. تحليل هيكل نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي وتطبيق المعدات

يمكن تقسيم تركيبة نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي إلى جزء مستشعر درجة الحرارة وعرض نتائج مراقبة درجة الحرارة وجزء التحليل ، وكذلك الأجهزة والبرامج الخاصة بالنظام. هيكل نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي لمعدات الطاقة عالية الجهد كما هو موضح في الشكل 1 يتم تركيبه عادة مع أجهزة استشعار درجة الحرارة عند تقاطع خزانات التبديل ، وصلات الكابلات ، الصمامات ، إلخ. من أجل ضمان دقة القياس ، يكون المستشعر عادة في نفس موضع الجهد ككائن الاختبار ، ثم يتم إرسال الإشارة المجمعة وعرضها باستخدام تقنية لاسلكية. لضمان سلامة قياس درجة الحرارة ، يتم عزل أجزاء العمل ذات الجهد العالي والجهد المنخفض لمنع التسرب والحوادث الأخرى. عادة ، يتم توفير قنوات متعددة على السطح الخارجي لمعدات العمل للرصد في الوقت الفعلي ومعالجة البيانات لمواقع متعددة. ثم يتم إرسال البيانات التي يتلقاها المستلم إلى الكمبيوتر عبر المنفذ التسلسلي أو المتوازي ، ويتم تحليلها ومعالجتها بواسطة البرنامج المبرمج مسبقًا.

الشكل 1 رسم تخطيطي لهيكل نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي لمعدات الطاقة عالية الجهد

مستشعر درجة الحرارة ، ، ،

وظيفة مستشعر درجة الحرارة هي تحويل إشارة درجة الحرارة إلى إشارة كهربائية. عادة ، يتم استخدام مقياس Pt100 الحراري ، ويمكن أن تصل دقة قياسه إلى درجة مئوية. يمكن أيضًا استخدام مستشعر تيار مصغر صفري التدفق ، والذي له أيضًا قيمة تطبيق عالية. من الناحية الفنية ، يختار المستشعر المغناطيسي سبيكة بيرمالوي منخفضة الخسارة كقلب حديدي ، ويستخدم تقنية الضغط السلبي الخاصة ووسائل الحماية لتحقيق التعويض التلقائي لقلب الحديد ، بحيث تكون النواة الحديدية في حالة العمل المثالية لتدفق مغناطيسي صفري. بالإضافة إلى جهاز قياس درجة الحرارة ، يشتمل مستشعر درجة الحرارة اللاسلكي أيضًا على مصدر طاقة ودائرة قياس ودائرة تحكم منطقية ودائرة اتصالات لاسلكية على تردد معين. من أجل التكيف مع ظروف العمل العالية ، يتم تعبئتها بشكل عام في أنابيب قابلة للانكماش بالحرارة عالية الحرارة وعالية الضغط ، ولها خصائص معينة مقاومة للماء والغبار لضمان الاستخدام على المدى الطويل. نظرًا لأن منطقة عمل معدات قياس درجة الحرارة اللاسلكية عادة ما تكون صغيرة ، يجب تقليل حجمها قدر الإمكان لتلبية ظروف العمل أثناء الاستخدام. عند استخدام جهاز استشعار درجة الحرارة ، يمكن استخدام سلك الالتصاق المقاوم للحرارة أو تقنية الالتصاق لدمج العنصر الحساس للحرارة مع سطح الجسم ، ولكن يجب توخي الحذر للحفاظ على نقاط الاتصال قريبة لتقليل أخطاء القياس. يجب أن يكون لمستشعر درجة الحرارة اللاسلكي نطاق عمل خطي واسع. عادة ، يتم تحديد عنصر استشعار-55 ~ درجة حرارة مئوية ، ويتم تحديد مستشعر درجة الحرارة وفقًا لمتطلبات دقة القياس وخطأ القياس في ظل ظروف العمل المختلفة.

كاشف درجة الحرارة اللاسلكي

يحتوي نظام كاشف درجة الحرارة اللاسلكي على قنوات استقبال متعددة ، والتي يمكنها معالجة وعرض نقاط قياس مختلفة متعددة في الوقت الفعلي. هناك وظائف الحكم ومعالجة الأخطاء في كاشف درجة الحرارة اللاسلكي. يتم تعيين منطقة الأمان مسبقًا بواسطة الموظفين ، ويتم مقارنة المعلومات التي تم جمعها مع العتبة المحددةبواسطة كاشف درجة الحرارة اللاسلكي. إذا تجاوزت درجة الحرارة العتبة ، فستدخل وحدة معالجة الأعطال وإخراج نص التحذير ، وإخراج مجموعة من المستويات العالية والمنخفضة لبدء إشارة التنبيه والصوت. بالإضافة إلى وظائف الكشف والتنبيه الأساسية ، فإن كاشف درجة الحرارة اللاسلكي لديه أيضًا القدرة على نقل المعلومات. يمكن توصيله بجهاز كمبيوتر من خلال خط بيانات أو شريحة اتصال بمنفذ تسلسلي/متوازي ، ويمكن للموظفين مراقبة العديد من المفاتيح وأجزاء الاتصال في الوقت الفعلي ، والتحكم في حالة التشغيل ، لاكتشاف مشاكل السلامة الحالية في الوقت المناسب.

Old نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الحقيقي

بالمقارنة مع مرافق الأجهزة المذكورة أعلاه مثل أجهزة الاستشعار وأجهزة الكشف ، فإن نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي أكثر ميلاً إلى نظام البرامج في نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي. نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الحقيقي هو دمج أجهزة قياس درجة الحرارة اللاسلكية الشاملة ، ومعالجة البيانات ، وجمع الإشارات وغيرها من الوظائف. يتصل مع الموظفين من خلال واجهة العميل والتحميلات والقضايا التعليمات. من أجل تقليل كثافة اليد العاملة للمشغلين ، طور العمال التقنيون نظامًا لمراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي يلبي الوصف أعلاه ، وذلك لتحليل ومعالجة نتائج قياس درجة الحرارة من جزء الأجهزة. يحتوي نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي على وظائف عرض درجة الحرارة ، وتخزين البيانات ، وتحليل البيانات التاريخية والمقارنة ، والتحذير من الأخطاء ، وتحليل الأخطاء ، وتحليل حالة تشغيل المعدات ، وما إلى ذلك ، ويمكن أن تدمج وتكمل وظائف جزء الأجهزة. في تصميم نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي ، يمكن استخدام بعض طرق التصميم المعياري لأعمال معالجة البيانات الزائدة ، ويتم تحليل كل وحدة وحدة وفقًا للوظيفة ، ويتم تخزين البيانات ومعالجتها حسب الفئة. يمكن أن تجعل طريقة التصميم المعياري هذه نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي يتمتع بإمكانية تطبيق وسلامة أعلى. يمكن لنظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي مساعدة العمال الفنيين على جمع واستخراج ومقارنة وتحليل كمية كبيرة من البيانات ، ويمكنه الإبلاغ عن العديد من الظروف غير الطبيعية في الوقت الفعلي وفقًا لدرجات الحرارة المختلفة للمعدات المختلفة لضمان التشغيل العادي للأجهزة المختلفة. في الوقت نفسه ، يتمتع نظام مراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي أيضًا بتشغيل رياضي وأداء مرئي جيد ، التي يمكنها عرض بيانات فترة معينة كمخطط ووضع علامة على البيانات لتسهيل الصيانة اللاحقة.

3. مزايا وعيوب نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي المطبق على المعدات الكهربائية عالية الجهد

Led المزايا التقنية لنظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي المطبق في المعدات الكهربائية

مع تقدم العلم والتكنولوجيا ، خضع نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي إلى العديد من التحديثات والتحديثات ، وأصبح أداؤه أقوى وأقوى ، وأصبحت مراقبة درجة الحرارة أكثر دقة. يتطلب بناء الطاقة الحالي أن يكون نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي أكثر دقة ودقة في الوقت الفعلي ، خاصة بالنسبة للمعدات الكهربائية ذات الجهد العالي. كما يتم ضبط نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي باستمرار مع تطبيق المعدات الكهربائية عالية الجهد. من حيث استقبال الإشارة ، يمتد نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي لتردد إشارة أعلى بناءً على خصائص المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي ، والتي تتمتع باستقرار جيد ولا تتأثر بسهولة بالعوامل الخارجية. تُستخدم تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية في إرسال الإشارات ، وهو بسيط نسبيًا ومنخفض استهلاك الطاقة والتكلفة ، ويمكن تحليله ومعالجته وفقًا للبيانات المستلمة ، ويمكن مراقبة حالة عمل الأداة في الوقت الفعلي دون أن تتأثر بالقيود الشرطية للطقس. يمكن مراقبة درجة حرارة الجهاز في الوقت الفعلي لتجنب الكشف الفائت. في الوقت نفسه ، يمكن ضبط إنذار درجة الحرارة الزائدة للجهاز وفقًا لاحتياجات المستخدم ، ويمكن تذكير المشغل بموقع المعدات المحدد من خلال الصوت والإشارة.

N تطبيق غير كافٍ لنظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي في المعدات الكهربائية

إن قياس درجة الحرارة للمعدات الكهربائية عالية الجهد باستخدام نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي يقلل من كثافة أعمال الفحص لمشغلي المحطات الفرعية ويحسن أداء السلامة للمعدات في نفس الوقت. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض أوجه القصور في نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي في الاستخدام الفعلي. أولا وقبل كل شيء ، نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي هو تقنية نشطة ، تتطلب بطارية مدمجة لإمداد الطاقة. عندما تكونتم استنفاد البطارية ، وسيتم إيقاف تشغيل نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي تلقائيًا ، ولا يمكن للموظفين رؤية درجة حرارة الجهاز ، ويمكنهم استعادة الاتصال فقط عن طريق فصل الخط لاستبدال البطارية ، ونتيجة لذلك ، يزداد بشكل كبير عدد عمليات التبديل وانقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له في المحطة الفرعية. من أجل حل هذه المشكلة ، يمكننا تحسين التكنولوجيا ، واستبدال البطارية المدمجة بمصدر طاقة سلبي ، واستخدام الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن تيار النقطة الثابتة كطاقة ، بحيث تم تحسين موثوقية النظام بأكمله. وثانيًا ، غالبًا ما تفشل بعض مؤشرات التحكم في درجة الحرارة لجهاز تزويد الطاقة في التطبيقات العملية. يتم الحكم مبدئيًا على أن بطارية مستشعر قياس درجة الحرارة اللاسلكي غير كافية. بعد انقطاع التيار الكهربائي واستبدال مستشعر قياس درجة الحرارة اللاسلكي ، لا تزال هذه الظاهرة موجودة. في هذه الحالة ، من الضروري اكتشاف الموقع ، وتصحيح تثبيت الطرف المتلقي ، وتقصير المسافة بين نقطة قياس درجة الحرارة ونظام قياس درجة الحرارة اللاسلكي ، وتجنب هذا الموقف. بالإضافة إلى ذلك ، فإنجهاز مراقبة درجة الحرارة اللاسلكيمع التكنولوجيا النشطة الخاصة بها لا يمكن أن تحل محل البطارية. إذا تبين أن البطارية ليست كافية ، فيجب استبدال المستشعر اللاسلكي. لن يؤدي ذلك إلى زيادة تكلفة صيانة الأداة فحسب ، بل سيؤدي أيضًا إلى استهلاك الموارد للمعدات.

4. أمثلة تطبيق نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكية

مقارنة مع تكنولوجيا نظام قياس درجة الحرارة اللاسلكية الأجنبية ، تطوير تكنولوجيا قياس درجة الحرارة المحلية متخلفة نسبيا ، ولكن بسبب الاهتمام المستمر للصناعة المحلية في السنوات الأخيرة ، الاستثمار ، وتحسنت الموارد البشرية والمادية في هذا المجال. في صناعة الطاقة ، هناك العديد من أجهزة المعدات المساعدة ، وخاصة معدات المراقبة لتشغيل الطاقة. أي عندما يمتد الخط إلى حمولة معينة أو درجة حرارة عالية ، سيوقف الجهاز تلقائيًا تزويد الطاقة لتجنب الحوادث. تستخدم هذه المنتجات العملية الجديدة في الغالب في المعدات الكهربائية عالية الجهد ، وواجهاتها مثبتة مسبقًا ولا يمكن استبدالها. على الرغم من أنه سيحد من توليد المقاومة إلى حد ما ، إلا أنه من السهل التسبب في الفشل بسبب العمل طويل الأجل ، مما يزيد من مقاومة الجهاز نفسه ويزيد من الحرارة أثناء التشغيل. لذلك لفترة طويلة ، من السهل التسبب في حوادث السلامة ، تعريض صحة الأشخاص وممتلكاتهم للخطر. استجابة لهذا الموقف ، قامت بعض الشركات المحلية بتطبيق تقنية قياس درجة الحرارة اللاسلكية لإنتاج الطاقة. مع شعبية هذه التكنولوجيا ، يتم استخدامها الآن على نطاق واسع ليس فقط في صناعة الطاقة ، ولكن أيضًا في الصناعات الأخرى التي تعاني من مشاكل ارتفاع درجة الحرارة.

5. سيناريوهات التطبيق

جهاز قياس درجة حرارة الاتصال الكهربائي عبر الإنترنت مناسب لمراقبة درجة حرارة وصلات الكابلات في خزانات التبديل ذات الجهد العالي والمنخفض ، جهات اتصال قاطع الدائرة ، مفاتيح السكين ، رؤوس وسيطة للكابلات عالية الجهد ، محولات من النوع الجاف ، معدات منخفضة الجهد وعالية التيار. يمكنه منع مخاطر السلامة المحتملة الناجمة عن مقاومة الاتصال المفرطة والتدفئة بسبب الأكسدة والرخاوة والغبار وعوامل أخرى أثناء التشغيل ، وبالتالي تحسين سلامة المعدات ، في الوقت المناسب ، تعكس حالة تشغيل المعدات بشكل مستمر ودقيق ، وتقليل معدلات حوادث المعدات.

6. تكوين أجهزة النظام

يتكون نظام مراقبة درجة الحرارة عبر الإنترنت بشكل أساسي من مستشعر درجة الحرارة ووحدة اكتساب/عرض درجة الحرارة في طبقة المعدات ، بوابة حوسبة الحافة في طبقة الاتصالات ، ومضيف نظام قياس درجة الحرارة في طبقة التحكم في المحطة لتحقيق مراقبة درجة الحرارة عبر الإنترنت للأجزاء الكهربائية الرئيسية لنظام تحويل الطاقة وتوزيعها.

7. Conclusion

Due to the continuous development of sensors, wireless data communication, data mining and other technologies, the real-time monitoring system of high-voltage electrical temperature will become more scientific. With the application and popularization of the wireless temperature measurement system, our country's power industry is also more stable and safe, and its technological progress has contributed to the development of our country.

References:

[1] Acrel Enterprise Microgrid Design and Application Manual. Version 2022.05