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高压母线温度在线丈量设备

2017-10-21 00:41分类:电工基础知识 阅读:

 

在电力体系中,高压开关、GIS(气体绝缘变电站)等高压电器和载流母线等电力设备在负载电流过大时会呈现温升过高,终究温度有或许使相邻的绝缘部件功用劣化,乃至击穿。据核算,电力体系发作事端要素中有恰当有些与过热疑问有关,因而采纳有用办法监测母线及电触摸温度是电力体系需求处理的课题。作业中的载流母线、高压开关等处于高电位,其温度丈量设备具有以下特征:   
a.处于高电压环境中;   
b.容许体系在短时刻内过载作业,但有必要在母线温度危及作业安全之前宣告报警信号;  c.因为温升是由负载电流致使的,温度随负载(时刻)而改动,因而需求实时在线监测并按规矩的时刻间隔记载;  
d.母线温度是电力体系状况参数之一,为归纳监测体系状况,恳求母线温度丈量设备数字化输出,以便于核算机处理,并可与别的电气参数相协作,变成电力在线监测体系的一有些。  
1、高压母线温度丈量技能现状  
母线处于高电位,如今国内专门用于高压母线及电触摸发热丈量的仪器还很少。温度监测的首要办法一是在电触摸外表涂一层随温度改动色彩的发光材料,经过查询其色彩改动来大致断定温度计划,这种办法精确度低、牢靠性差,不能进行定量丈量;别的一种办法是运用光(红外)辐射特性的红外测温仪,它能丈量0℃~200℃之间温度,根柢过错为±(1%×t十0.5%),精确度较高,但因为需求光学器材,在开关柜等特定场合运用不太便当,并且报价也比照高,推广运用有必定艰难。   
2、高压母线温度丈量处理计划  
依据高电压作业环境下温度丈量的特征,母线和电触摸温度丈量设备采纳温度就地丈量,数据遥送地上,由核算机进行处理的办法。温度传感器由起浮充电电池供电,削减凹凸压之间的电气联络,选用全数字办法作业,抗搅扰才华强、精度高、体积小。经体系归纳查验,其作业安稳牢靠,能够满意高压母线温度丈量的恳求。
2.1数字温度传感器的研发  
在本设备中,选用热敏电阻作为温度传感器:与金属材料比照,热敏电阻的电阻率温度系数为金属材料的10倍~100倍,乃至更高,并且依据挑选的半导体材料纷歧样,电阻率温度系数可有-6%/℃~+60%/℃计划的各种数值,并且因为半导体材料电阻率远高于金属,因而热敏电阻的规范能够很小。例如,珠形热敏电阻可小至直径为0.2mm的珠形体,这么纤细的测温元件不只热惯性小、照应速度快、对待测的环境影响很小,并且能够用于丈量十分狭隘空间的温度,例如空地、高压触头空地等。因为热敏电阻不存在相似运用热电偶时的冷端抵偿疑问,也无需思考线路引线电阻和接线办法对测温精度的影响,因而运用比照便当。因为NTC负温度系数热敏电阻具有功用安稳、活络度高、动态功用好、报价适中等利益,能够满意高电压环境下母线温度丈量的恳求,因而将NTC负温度系数热敏电阻作为优选传感元件。  
为了得到数字化的温度传感信号,便于逻辑处理,在本设备中将热敏电阻阻值的改动改换为脉冲周期改动,再对脉冲计数能够得到与温度值有必定联络的数字信号,经微机处理后得到待测物体的温度值。由热敏电阻、高精度规范电阻、电容等元件与守时触发器555构成的温度传感器电路如图1所示。触发器555输出为方波脉冲:高电平脉冲T1=RlCln2,低电平脉冲T2=RtCln2,为削减电容C对丈量精度的影响,取Tl/T2的比值作为传感信号,Rt=R1T2/Tl,由丈量信号的2个脉冲Tl ,T2和阻值R1核算出对应丈量温度下的热敏电阻阻值R,然后由Rt-T联络曲线核算出被测温度值。传感器的热敏电阻从电路板上引出敷贴于被丈量的母线外表,传感器设备在附近丈量点的恰当方位上。   2.2传感信号逻辑处理  
温度传感电路中得到的信号是充放电脉冲T1,T2,为取得T1/T2的比值,用计数时钟脉冲调制T1,T2,并对其进行计数,得到T1,T2两个计数值,再由单片机进行处理。   
为满意数据传输的需求,选用相邻周期的T1,T2。因为一个充放电周期约为几十毫秒,在此区间内因为热惯性,待测母线温度改动很小,能够不思考由此构成的过错。  
在传感信号逻辑处理中,首要思考以下几点:   
a.为了减小功耗,在数字温度传感器中选用CMOS IC。   
b.过错:因为计数器作业时最低位计数的随机性,为了减小丈量过错,计数器选用“减计数”的办法,将初始值设置成11111111(FF)状况。在高温状况下,尽管相应的T2脉冲宽度很小,但能够得到较大的计数值,能有用地减小丈量过错。尽管在温度较低时过错会很大,但因为高压母线温度丈量只在温度较高的状况下才有含义,应首要思考在高温时的丈量过错。因而选用“减计数”的办法是精确的。 c.留心时序协作和消除比赛冒险景象,坚持电路安稳。  
2.3数据传输与操控体系的计划   
在高压母线温度丈量设备中,温度传感有些与数据处理有些是分隔的。温度数据可经过红外光波或无线电波传给处于低电位的丈量仪器。因为丈量点或许有若干个,为便于操控,丈量的数据带有地址辨认码。红外线数据传送的缺陷是光波传输恳求空间无阻挠物,传送间隔较短,通常只需3m~5m;无线电传送的缺陷受别的空间电波的影响较大,传送误码率较高,但可经过屡次重复传送进行批改。本设备选用射频无线遥控发射接纳头TDC1808/TDC1809作为发送设备,当作业电压为5V时,发射间隔可达十几米,作业频率为200MHz,无需运用发射/接纳天线,能够满意实习恳求。   
2.4数据记载与处理   
由数字温度传感器得到传感信号T1,T2的计数值,经无线电传送,由单片机接纳、记载、处理。单片机选用8098为主处理机,数据由其8255并行口输入,经处理后送微型打印机打印输出。  
从温度传感器得到的数据是充放电脉冲T1,T2的计数值。依据温度丈量原理,为消除电容C的影响,选用Tl/T2的比值作为传感信号,一同取屡次丈量效果的均匀值,以减小丈量过错。  
2.5传感器电源   
数字温度传感器和无线电数据发送设备直接固定在高压母线上。其电源选用由母线电流转过电磁感应取得低电压电源,再向电池充电的办法。在传感器供电母线短时刻停电的状况下,温度丈量设备能够正常作业,在通常状况下,由充电电池向负载供电;当充电电池容量降低时,由母线感应电源向其充电,一同向负载供电。  
3、结语

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