隔离|浅谈基于铂电阻的高压隔离开关无源无线测温系统( 三 )



图4感应取电原理
影响取能互感器输出功率的因素有2点:(1)高压导体上的电流大小;(2)取能装置的输出功率 。 电流越大 , 取能装置输出的功率也越大;另外 , 取电电源模块输出电压越大 , 输出总功率也越大 。
感应取电装置可以根据高压导体的电流大小和测温传感器所需的功率调节工作模式 , 3种工作模式主要有待机模式、间断工作模式、正常工作模式 。
(1)当隔离开关高压导体的电流非常小 , 不能提供模块启动所需消耗的电能时 , 取电装置会处于待机状态 , 此时输出电压为零 , 为待机模式 , 这种情况下隔离开关一般为停电状态 , 不需要测温 。
(2)当隔离开关高压导体有一定的电流 , 可以支持模块启动 , 但不足以长期支持测温传感器正常工作时 , 取电装置会处于间断工作状态 , 此时输出电压值为额定输出电压和OV跳跃变化的方波 , 为间断工作模式 , 这种情况下隔离开关可能处于调试或者试验状态 。
(3)当隔离开关高压导体的电流足够大 , 可以支持测温传感器长期工作时 , 取电装置正常输出测温传感器所需的功率 , 输出稳定的电压 , 为正常工作模式 , 这种情况下隔离开关处于正常运行状态 , 需实时监测温度 。
2.2 Pt电阻温度传感器接触式测温单元
采用基于Pt电阻的无源无线温度监测装置 , 可实现变电站隔离开关易发热部位温度实时在线监测 。 在隔离开关的导电臂上埋设热电偶或热电阻等测温传感器进行温度测量 , 这种方法是接触式测温 , 其测量度高 , 测量范围大 , 不受中间介质影响 , 可以实现微功耗测量 。
Pt100是一种广泛应用的金属热电阻 , 在–50~600℃时测温精度高 , 稳定性好 , 抗干扰能力强 。 本文从测温系统的运行稳定性、可靠性出发 , 为降低开发成本、扩大适用范围 , 设计了一种以Pt电阻为温度信号采集元件的接触式传感器温度测量系统 。
Pt电阻的电阻值与温度成非线性关系 , 本文通过对Pt测温方法的研究 , 以运算放大器电路为校正补偿方法 , 结合线性插值软校正方法 , 进行非线性校正 , 有效地解决Pt电阻测温电路的非线性误差问题 , 提高了测量精度 , 测温电路如图5所示 。 Pt电阻采用PC工程塑料封装 , 抗高强度跌落和震动 , 防浸泡、防冲击 , 满足工业环境要求 。

图5两线制接法桥式测温电路
2.3无线发射电路测温装置数据采集方案
本文研制的测温装置通过安装在高压隔离开关触头上的Pt100温度传感器 , 连续测量隔离开关触头温度 , 对触头的运行状态进行实时监测 , 通过433MHz无线通信方式发送给数据采集器处理 , 数据集中处理器显示当前温度 , 并把测量结果通过无线通信上传到监控中心 , 由后台监控中心数据库服务器实时进行数据分析和预测 。
3数据集中处理器和后台监控中心监控中心接收到各个监测点的现场数据后 , 分析确定各个监测点的数据是否正常 。 当有数据异常发生 , 及时给出相关提示 , 并通过局域网传送到监控中心 , 保存到数据库中 , 同时显示在不同的计算机屏幕上 , 并且根据告警情况提示告警 , 将相关数据发送到不同的工作站上 。
根据DL/T664—2016《带电设备红外诊断应用规范》和《变电设备标准缺陷库》 , 高压隔离开关过热缺陷可分为3类:(1)危急缺陷:隔离开关过热点温度超过DL/T593—2016《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》规定的允许温度的缺陷;(2)严重缺陷:设备过热程度较重 , 温差较大、温度场分布梯度较大的缺陷;(3)一般缺陷:有一定温差 , 温度场有一定梯度 , 但不会引起事故的缺陷 。