Pola popolna vodila za spletno nadzorovanje temperature električnega opremarja: Povečanje učinkovitosti vzdrževanja in varnosti

1.Pomanjkljivosti obstoječih izdelkov za načrtovanje temperature v spletu
1.1 Temperaturni nadzornik za spremljanje temperature ovitja suhega transformatorja
V temperaturnih nadzornikih se uporabljajo senzorji z platinsko odpornostjo. Ker nimajo izolacije, je potrebno med preskusi obvladnosti odpreti povezavo med senzorjem in nadzornikom. Vendar pa previsoka napetost med dejanskim delovanjem pogosto poškoduje nadzornik. Poleg tega vodiči senzorja ne morejo trotiti visokim temperaturam (do 350°C), ki so potrebne za toplotno in dinamično stabilnost pri krajših krogih na sekundarnem strani suhih transformatorjev, kar pogosto vodi do zgorevanja senzorja.

1.2 Pritiskov tipa odpornostni termometr za spremljanje temperature olja močnega transformatorja
Ta termometr uporablja senzor z platinsko odpornostjo. Zaradi nizke vrednosti odpornosti je značilen za veliko vpliv vodilnih vodov. Zlasti kontaktne odpornosti več terminalnih povezav v vodilnih vodovih se s časom spremenijo zaradi oksidacije, slabe stikave ali vzdrževanja, in te spremembe ni mogoče kompenzirati v meritvah temperature. To vodi do pogostih razlik med prikazano in dejansko temperaturo olja, kar ogroža zanesljivost meritev temperature. Poleg tega manjka večtočkovni nadzor temperature olja, kar ustvarja nujno potrebo po zamenjavni izdelkih.

2.Nujno potrebno načrtovanje temperature v spletu za električno opremo in specifična mesta
2.1 Srednjenspanjska odsevnica
Razen starejše opreme večina srednjenspanjskih odsevnic ima zaprte strukture s prepovedjo zmoto. Med delovanjem ne moremo odpreti vrata ali pokrova, ki blokirajo infrardečo radiacijo, za infrardečo inspekcijo. Notranji vodični stiki in povezave lahko zaradi električnega nosilca, mehanskega delovanja in kraških elektromagnetnih sil, ki povzročajo mehanske vibracije, doživijo povečanje stikalne odpornosti, kar vodi do povišanja temperature in pospešenega oksidanja stikalnih površin, kar lahko privede do velikih odpornosti opreme. Najpogostejša lokacija odpornosti v odsevnikih so stiki odsevalnih ključev in točke povezave kabelov na vhodnih in izhodnih linijah.

2.2 Srednjenspanjska ovitja suhih transformatorjev
S razvojem električne opreme so nastali 110kV visokonapetostni suhi transformatorji in specializirani suhi transformatorji za železniški sistemi. Njihova sekundarna stran je označena z 6–10kV, in nekateri posebni suhi transformatorji imajo sekundarne napetosti, ki presegajo 660V. Zanesljivi izdelki za načrtovanje temperature sekundarnih ovitij teh transformatorjev še vedno manjkajo.

2.3 Nizekvonski izstopni terminali palčnih transformatorjev (distribucijskih transformatorjev)
Distribucijski transformatorji so vplivani z zunanjo okolico, njihova sekundarna stran pogosto nima zaščite, kar pogosto vodi do zgorevanja. Statistika kaže, da je pregrevanje na izstopnih terminalih glavni vzrok. Člen 5.1.4 "Pravilnika o delovanju močnih transformatorjev" določa, da morajo redni pregledi vključevati preverjanje znakov segrevanja pri povezavah, kabelih in matičnih vodih. Tradicionalno se uporabljajo vizualni pregledi, kapljanje vode ali opazovanje iztekanja olja iz bocel. Vendar zaradi velikega obsega pregledov so ti pregledi pogosto zanemarjeni, kar privede do nenadnih odpornosti transformatorjev. Ko transformator doživi težko neravnotežje faze, prevelika netralna struja pretiče skozi premajhen netralni izstopni terminal. Če je stik slaba, lahko hitro pregreje in zgore, kar poškoduje veliko gospodinjske aparate. Zato je nujno potrebno načrtovanje temperature na teh mestih.

2.4 Predelane podstanice (kontejnerske podstanice)

Domestično proizvedene predelane podstanice združujejo povezano opremo znotraj popolnoma zaprtih obličev, vendar večina manjka integriranemu načrtovanju in preskušanju. Zaradi oblika – ponekdaj več slojev – se utrjuje toplota opreme. Poleg tega je težko razumno določiti raven zmanjševanja opreme, kar lahko povzroči, da notranja oprema pregreva. Državna elektrarna zahteva v svojih dokumentih za javno nabavo predelanih podstanic, da temperatura delovanja vse opreme, vključno z transformatorji in visoko/nizekvonsko opremo, ne sme presegati najvišje dovoljene temperature. To zahteva načrtovanje temperature v spletu. Trenutno predelane podstanice na splošno spremljajo le temperaturo olja transformatorja in samodejno vklopajo/izklopajo ventilatorske ventilatore glede na spremembe temperature. Zaradi pomanjkanja ustreznih izdelkov temperature ni mogoče spremljati kot zahteva na terminalih izstopa transformatorja, nizekvonskih vzetkih in visokonapetostnih vhodnih/izhodnih terminalih.

3.Dve metodi načrtovanja temperature v spletu

Trenutno obstajata dve glavni metodi načrtovanja temperature v spletu: brezstikalno merjenje s pomočjo infrardečega sevanja in stikalno merjenje s pomočjo toplote sensorjev. Brezstikalni infrardeči sensorji so značilni za velik vpliv okoljskih dejavnikov, kot so vlaga, atmosferska tlaka in prepreke; če je infrardečo sevanje blokirano, točno merjenje ni mogoče, kar veliko omejuje njihovo uporabo. Na drugi strani so stikalni sensorji neposredno pričrpljeni na točko meritve, izkušajo manj vpliva okoljskih dejavnikov in omogočajo točno in hitro merjenje temperature.

Pomanjkljivosti obstoječih stikalnih rešitev:
Ko se kot sensorji uporabljajo termoelementi, je potrebna hladna stikalna kompenzacija, ker referenčnega (hladnega) stika ni mogoče ohranjati pri 0°C, zlasti pri merjenju pri sobni temperaturi. Če sta merilni (topli) in referenčni stik oddaljeni, so potrebni tudi posebni kompenzacijski vodovi.

Ko se uporabljajo vlakneni optični sensorji, vključno z pošiljateljem, sprejemnikom, povezovalnikom in optičnim vlaknom, namestitev in usmerjanje vlakna predstavljata velik izziv. Signalna prenosa z vlaknem ne zagotavlja lahkotno popolne električne izolacije med višjo in nižjo potencialno stranjo. Ko je pošiljatelj nameščen na višji napetostni strani, ostaja nerazrešen problem izolacije do tla.

Uporaba odpornostnih sensorjev za neposredni stikalni pregled s prenosom signala preko vodov na višji potencialni strani, kombinirana z zračnim luftom za izolacijo in prenosom signala temperature z uporabo infrardeč-optične pretvorbe, je možna rešitev. Vendar, ker so izviralec in sprejemnik infrardečega sevanja izpostavljeni, se prah in onesnaženost z dolgoročnim delovanjem nakopičijo, kar postopoma onemogoča zanesljivost signala in točnost meritve – to je še en težko rešljiv problem. Poleg tega je potrebno strokovno namestitev in vpeljavanje na mestu, kar vodi do podobnega udobja uporabnika.

4.Ključni tehnični izzivi naprav za načrtovanje temperature v spletu

(1) V sistemih nizekvonske napetosti je glavni tehnični izziv reševanje problema toplinskega prevoda, hkrati ohranja se električna izolacija za senzor temperature. V sistemih visoke napetosti je ključno, da se prepreči, da bi visoka napetost prešla na nizekvonsko stran. Ker je element začutka postavljen na višji napetostni konec, a enota za spremljanje/obdelavo na nizekvonski strani, je ključni tehnični izziv dosego zanesljive električne izolacije med višjo in nizekvonsko stranjo.

(2) Sensor temperature (vključno z njegovimi vodili) mora zadostovati zahtevam za stabilnost in toplinsko odpornost v pogojih visokih temperatur. Njegova mora trotiti neobičajnemu presegu temperature in preživeti kratkoročne visoke temperature, generirane dinamičnimi in toplinskimi obremenitvami med kraškimi tokovi, brez poškodbe.

(3) Za točno merjenje temperature je potreben način, ki ne zahteva kompenzacije, tako da se zagotovi točnost meritve brez dodatne korekcije.