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声波温度传感器在电力系统状态监测中的应用

发布日期:2017-11-20 18:30 作者:游艇会网址 访问量:0

不同类型的传感器用于在国内智能电网的快速施工中监测电网的状态。由于电力设备本身的高电压电流强磁场环境恶劣,状态监测非常困难。声面波技术的应用解决了所描述的问题。声面波传感器在复杂的电力系统状态监测中具有很大的优势和广阔的前景,其特点是体积小、抗干扰能力强,适合长距离传输。 声面波(SAW)技术始于20世纪60年代末,是声电光学半导体材料与技术相结合的主题。1970年左右开始研究和发展声表面波技术。它形成了从理论研究到设备设计和系统应用的完整系统。 表面波传感器是近十年来发展起来的一种新型传感器,可作为测量机械应变、压力、气体微位移和温度等参数的传感器。它被广泛使用。另一方面,表面波传感器具有良好的热性和机械性。适用于远程传输和遥控。这些特性使得SAW传感器在复杂的电力系统状态监测中具有广阔的应用前景。 在电力系统中。发电厂转子定子变电站高压开关柜主线接头室外开关电容器高压电缆变压器等重要设备异常故障..一旦发生故障,就会影响整个地区的电力供应,造成巨大的经济损失。它已成为一个重大的安全事故,因此有必要对电力设备的温度在线监测。 目前,电力设备温度监测的现有技术方案主要有以下几个方案:红外热成像技术、有源无线温度分布光纤温度测定、电源无线温度测定等。红外热成像技术的温度测量要求技术人员定期对电气设备进行扫描和检测。对人员的技术水平和对设备结构理解程度的影响进行准确的分析和判断是很困难的。很难找到和消除潜在的危险。 如果使用有源无线温度测量方案,电池或CT可以为温度测量芯片提供很远的传感距离。方便分配设备ID,方便传感器阵列,但其在恶劣环境下的稳定性尚未得到验证。 同时,在某些情况下,有源无线传感方案显然是不实用的,例如电容器组很难在电容器面前取电。分布式光纤温度测量在电网状态监测中有一定的应用,但在高电压、大电流、高湿度等恶劣条件下,存在严重的安全隐患。如灰尘和水雾在光纤表面的积累可以减少光纤的绝缘,并且容易引起事故。同时,光纤分布式光纤测温系统的昂贵和复杂的设备大大降低了其实用性。 1.大型火力水力核能发电机设备长期工作在潮湿高温恶劣环境中..2.触点通常能够承受高达千安的正常工作电流,产生大量的焦耳热;3.长期工作。开关的接触点和与母线连接的连接点是由于老化或磨损导致接触电阻过大而加热的。4.接触点,如裸露的高压空间,以关闭狭窄的卡路里积累。5.电容器和电抗器等设备的频繁老化导致温度分布异常。6.电气设备的绝缘性能由于老化而明显降低。随着SAW传感器的发展和应用。对发电厂转子定子变电站高压开关柜主线连接器室外开关电容器高压电缆变压器等电力设备的温度监测要求。SAW传感器在电力系统中的应用得到了充分的应用。 大型火力水力核发电设备发电机组的长期稳定安全运行离不开现场对系统温度的实时在线监测..图1显示,大多数发电设备处于高温、高湿度、强电磁干扰等不良工作环境中。其他设备,如电机转子,处于高速旋转状态。这些电气设备对光纤传感或有源无线方案的监测显得无力,大大降低了绝缘光纤的绝缘性能。它给发电设备带来了巨大的潜在风险。电池或能源CT将无法在高湿环境中使用。 然而,声表面波传感器传感头不需要电源,具有纯粹的无源特性。高温高湿强电磁对无电子线路结构的SAW传感器无影响.同时,SAW芯片很小,甚至在高速旋转电机转子上也很方便。因此,SAW传感器非常适合于大型火力水力核发电设备的应用。 图2中架空高压输电线路的垂度与输电线路的运行温度有关。线路温度的测量可以很好地监测传输线的状态。为了测量架空输电线的电线温度,可以在架空高压塔的接头电线上安装温度传感器。 由于架空输电线周围的高应力和强磁场普通传感器不能满足使用无源表面波温传感器的要求。安装点上电线的温度可以实时获得。数据可以通过无线网络上载到监测中心。通过实时监测和分析输电网络的输电线路状态,优化线路性能,保证电源供应具有重要的作用。 变电所与输电线路和用户设备之间的电能质量和电网的稳定性起着至关重要的作用。在变电所安装了大量的电容器,如图3所示。电力电容器是一种无效补偿设备.电力系统的负载和供电设备,如电机变压器变压器,除了消耗有功率外,还吸收无功率。如果这些无功率电源是由发电机供应的,它们的功率输出不仅是不经济的,而且会导致电压质量差,影响用户的使用。变电站电容器可以有效、无效地补偿电力质量。电容器的温度对电容器的运行有很大的影响。 一些测试表明,当温度上升到10℃时,电容器的电容量将增加一倍。在高场强和高温下,电容器的长期运行将导致绝缘介质老化和介质损耗角的增加,从而使电容器的内部温度提高到允许值,缩短电容器的使用寿命。在严重的情况下,电容器在高电场的强度下被打破和损坏。对电容器的状态进行监测。以往大多数技术都集中在过热放电引起的电容器绝缘油的故障特征气体含量,以监测电容器的性能。随着技术的进步,监测方法不够简单,无法安装复杂的设备。需要更先进的技术选择。 电阻器用于吸收电缆线路的可充电性。通过调整电抗器的数量和级联,可以调节操作电压,提高功率质量。在运行过程中,电抗器通常是由于一些外部环境本身的结构。因此,在运行过程中,电抗器会产生局部温升过高,最终导致局部电阻消耗,直到报废。因此,对电抗器温度的监测是非常重要的。目前,电容器和电抗器的温度监测具有多种技术手段。新型SAW温度传感器具有监测电容器电抗器状态的优点。 由于缺乏特性,探测器几乎不受外部环境的影响。无线温度信息读数使工程应用程序摆脱了离线的困境。多个温度传感器可以安装在任何温度传感器的温度变化,需要监测。使用者能够尽快监测电容器和电抗器的状态变化,尽快找出问题,确保电网的可靠运行。 图4所示空间狭小的开关柜和断路器的高温监测方法包括光纤温度有源无线电温和红外温度。光纤传感温度测量是不容易或不能安装的,因为有线连接模式不能满足电气安全距离的要求,从而给系统带来安全风险。有源无线电子温度测量的最大安全风险是温度测量电子线不能通过接头处的高电压大电流或放电冲击的可靠性和安全性。 对于开关柜内的设备和断路器,很难在电气设备内部进行复杂的红外温度检测。与以前的温度测量方法相比,这些缺点是声源无线温度测量的优点。目前,声波被动无线温度测量系统已经成熟。一个完整的电源开关柜SAW被动无线温度监测系统由传感头采集器和无线中继后台监测系统组成。 前端传感器由小型无源SAW传感器组成,便于安装在被测点上,准确地跟踪加热点的温度变化,并将数据传送到收集器。采集器将采集温度信号重新包装并发送到后台监测系统,以测量和监测高压带电体的运行温度。该系统可用于从后台实时监测变电所的所有监测点的温度变化,也可用于多个变电所。所有被监控的变电所的温度从后台变化。下图显示了FiberFulian电气有限公司完整的SAW无线温度监测系统图。 以上列出了声表面波温传感器在功率设备状态下的典型应用。它还可用于变压器绕组压力释放阀的状态监测。根据应用要求,基于声表面波技术加速压力振动位移化学气体的传感器也可以开发用于电气设备状态监测.. 随着物联网和智能电网的建设,传感器技术得到了迅速的发展。面对电网的智能要求,各种新型传感器被用于监测电力设备的状态,以开发新型传感器。它可以灵活地用于检测温度、压力、位移、加速度、化学气体等。凭借其自身的优势,它将在物联网和智能电网的建设中得到广泛的应用。