2025 Пълен Ръководител за Онлайн Мониторинг на Температурата на Електрическото Оборудване: Подобряване на Ефективността на Поддръжката и Безопасността

1.Недостатъци на съществуващите продукти за онлайн мониторинг на температурата
1.1 Температурен контролер за наблюдение на обмотките на сухи трансформатори
В температурните контролери се използват платинени резистивни сензори. Тъй като те липсват на изолация, сензорът трябва да бъде отключен от контролера по време на тестове за издръжливост на напрежение. Въпреки това, прекомерното напрежение по време на реална работа често повредява контролера. Освен това въдичните жици на сензора не могат да издържат 350°C висока температура, необходима за термална и динамична стабилност при второстепенни кратки замыкания на сухите трансформатори, което често води до изгаряне на сензора.

1.2 Давлечен тип резистивен термометър за мониторинг на температурата на маслото в електроенергийните трансформатори
Този термометър използва платинен резистивен сензор. Задължително ниската му резистентност значително се влияе от резистентността на въдичните жици. По-специално, контактната резистентност на многобройните терминални връзки в въдичните жици се променя с времето поради оксидация, разслабване или поддръжка, и такива промени не могат да бъдат компенсирани в показанията на температурата. Това води до общ проблем с големи отклонения между показаната и фактическата температура на маслото, което подкопава надеждността на показанията на температурата. Освен това липсва многоточков мониторинг на температурата на маслото, което създава спешна нужда от заместващи продукти.

2.Спешно необходим мониторинг на температурата онлайн за електроенергийно оборудване и конкретни места
2.1 Среднонапрегнати комутационни устройства
Освен старото оборудване, повечето среднонапрегнати комутационни устройства разполагат с затворена конструкция с противопоставляващи се блокировки. По време на операцията, врати или капаци, които блокират инфрачервеното излъчване, не могат да бъдат отворени за инфрачервено оглеждане. Вътрешните проводящи съединения и конектори могат да изпитат увеличена контактна резистентност поради електрическо износване, механични операции и краткосрочни електромагнитни сили, причиняващи механична вибрация, което води до повишаване на температурата и ускорено оксидиране на контактната повърхност, потенциално довежда до сериозни откази на оборудването. Най-честите места на дефект в комутационните устройства са контакти на изтегливи ключове и точки на връзка на кабели при входящи и изходящи линии.

2.2 Среднонапрегнати обмотки на сухи трансформатори
С развитието на електроенергийното оборудване, появили се са високо напрегнати сухи трансформатори с 110кВ и специализирани сухи трансформатори за железнодорожни системи. Их второстепенна страна е класифицирана на 6–10кВ, и някои специални сухи трансформатори имат второстепенни напрежения, надхвърлящи 660В. Надеждни продукти за онлайн мониторинг на температурата на второстепенните обмотки на тези трансформатори все още липсват.

2.3 Нисконапрегнати изходни терминали на стълбови трансформатори (распределителни трансформатори)
Распределителните трансформатори са засегнати от външната среда, и техната второстепенна страна често липсва на защита, често водейки до случаи на изгаряне. Статистиката показва, че прекомерното затопляне на изходните терминали е основната причина. Раздел 5.1.4 на "Регламента за експлоатация на трансформатори" посочва, че редовните проверки трябва да включват проверка за признаци на затопляне на въдичните връзки, кабели и шини. Традиционно, за преценка се използват визуални проверки, капане на вода или наблюдаване на изтичане на масло от изолатори. Въпреки това, поради голямата работна тежест на проверките, тези проверки често се пропускат, което води до внезапни откази на трансформаторите. Когато трансформаторът изпитва сериозно несъответствие на трите фази, прекомерен нулев ток протича през недостатъчно малък нулев изходен терминал. Ако връзката е слаба, тя лесно може да се затопли и изгори, повредявайки много домашни апарати. Поради това, онлайн мониторинг на температурата в тези точки е спешно необходим.

2.4 Предварително изработени подстанции (контейнерни подстанции)

Домакински произведени предварително изработени подстанции интегрират свързаното оборудване във всички затворени кутии, но повечето липсват на интегриран дизайн и тестове. От закрития корпус – понякога в няколко слоя – се влияе на разпирането на топлината от оборудването. Освен това, степента на намаление на оборудването е трудно определима, което потенциално води до прекомерно затопляне на вътрешното оборудване. Държавната електроенергийна корпорация изисква в своите документи за офертите за предварително изработени подстанции, че работната температура на всичко оборудване, включително трансформатори и високо/нисконапрегнато оборудване, не трябва да надхвърля максималните им позволени температури. Това изисква онлайн мониторинг на температурата. В момента, предварително изработените подстанции обикновено само мониторират температурата на маслото на трансформаторите и автоматично включват/изключват вентилатори за вентилация в зависимост от промените в температурата. Поради липсата на подходящи продукти, мониторингът на температурата не се осъществява както е изискано за изходните терминали на трансформаторите, нисконапрегнати ключове и високо напрегнати входящи/изходящи терминали.

3.Две метода за онлайн мониторинг на температурата

В момента има два основни метода за онлайн мониторинг на температурата: безконтактен инфрачервен и контактен измервателен с термични сензори. Безконтактните инфрачервени сензори значително се влияят от фактори на околната среда, като влажност, атмосферно налягане и препятствия; ако инфрачервеното излъчване е блокирано, точното измерване станава невъзможно, което значително ограничава техното приложение. В сравнение, контактните сензори са директно прикрепени към мястото на измерване, изпитват по-малко влияние от фактори на околната среда и позволяват точни и бързи измервания на температурата.

Недостатъци на съществуващите контактни решения:
Когато се използват термоелементи като сензори, е необходима компенсация на студения контакт, тъй като референтният (студен) контакт не може да бъде поддържан при 0°C, особено при измерване на стаяна температура. Ако измерващият (топъл) и референтният контакти са далеч един от друг, са необходими специални компенсиращи кабели.

При използване на оптически влакови сензори – включително излъчвател, приемник, конектори и оптичен влак – установяването и маршрутизирането на влака представляват значителни предизвикателства. Преносът на сигнали чрез оптичен влак не успява лесно да постигне пълна електрическа изолация между високонапрегнатата и нисконапрегнатата страна. Когато излъчвателят е инсталиран на високонапрегнатата страна, проблемът с изолацията към земята остава нерешен.

Използването на резистивни сензори за директно контактно измерване с проводен пренос на сигнали на високонапрегнатата страна, комбинирано с изолация на въздушна пропаст и преобразуване на инфрачервен-оптичен сигнал за пренос на температурни сигнали, е възможна решение. Въпреки това, тъй като излъчвателят и приемникът са изложени, след продължителна работа, прах и загрязнения се натрупат, постепенно влошавайки надеждността на сигнала и точността на измерването – друг труден проблем за решаване. Освен това, се изисква професионална настрояване на местоположението, което води до подобряване на удобството за потребителите.

4.Основни технически предизвикателства на устройствата за онлайн мониторинг на температурата

(1) В нисконапрегнатите системи, основното техническо предизвикателство е решаването на проблема с теплопроводността, докато се поддържа електрическа изолация за температурния сензор. В високонапрегнатите системи, е необходимо да се предотврати влизането на високото напрежение в нисконапрегнатата страна. Тъй като сензорният елемент е разположен на високонапрегнатата страна, а модулът за мониторинг/обработка е на нисконапрегнатата страна, основният технически проблем е постигането на надеждна електрическа изолация между високонапрегнатата и нисконапрегнатата система.

(2) Температурният сензор (включително неговите въдични жици) трябва да удовлетворява изискванията за стабилност и издръжливост при високи температури. Той трябва не само да издържа аномално затопляне, но и да оцелее при краткосрочни високи температури, генерирана от динамични и термични стресове при краткосрочни токове, без да бъде повреден.

(3) Точното измерване на температурата изисква метод, който не изисква компенсация, гарантирайки точността на измерването без допълнителна корекция.