10kV 고압 스위치 캐비닛 온라인 온도 측정 시스템

당설양

안커리전기주식유한회사 상해가정201801

요약:고압 스위치 캐비닛은 전력 시스템의 운행에서 중요한 역할을 발휘하고 발전, 송전, 전력 전환 및 소모 과정에서 차단, 제어와 보호 역할을 한다.중요한 전기 설비로서 고압 스위치 캐비닛의 안전한 운행 여부는 전체 전력 시스템의 운행 효율에 관계된다.

키워드: 지능화 변전소;10kV 고압 스위치 캐비닛;온도 측정 기술

1 온라인 온도 측정의 역할

고압 스위치 캐비닛의 구조상 통용성을 가지고 있기 때문에 XGN이든 KYN형 스위치 캐비닛이든 서로 다른 업체가 배치한 설비는 구조상 기본적으로 일치하고 배치, 기능과 구조상에서도 매우 비슷하기 때문에 스위치 캐비닛의 발열 방면에서 많은 규칙을 따를 수 있다.

스위치 캐비닛의 실제 발열 상황을 진지하게 분석함으로써 발열 고장은 주로 스위치 캐비닛 안의 스위치 커넥터와 케이블 커넥터에 나타난다는 것을 발견했다.그러므로 스위치 캐비닛의 온도 측정은 단지 주의력을 일부 관건점에 집중하면 된다. 다른 부분의 관심도는 좀 적을 수 있다. 온도가 높아질 때 관건점의 변화를 제때에 정확하게 모니터링하고 온도가 허용된 한도를 초과하기 전에 경고를 보내 운영 유지보수 단위가 충분한 시간을 준비하고 제때에 정당한 방호 조치를 취하여 사고가 발생하지 않도록 해야 한다.

2 10kV 고압 스위치 캐비닛 온라인 온도 측정의 특징

2.1 무접촉 온도 측정 기술로 요구 사항 충족 어려움

현재 많이 사용되고 있는 XGN형 및 KYN형 스위치 캐비닛의 경우, 내부에는 차단기, 분리 스위치, CT 및 케이블의 일등 전기 부품이 포함되어 있다.적오와 습기로 인한 오점 사고를 피하는 동시에 작은 동물의 오입으로 인한 합선을 피하기 위해 고압 스위치 캐비닛 내부의 전도 부위는 종종 절연 열 축소 포장을 한다. 즉 스위치 캐비닛 내부의 온도 측정을 해야 하는 부위는 거의 모두 절연체에 싸여 있어 적외선 온도 측정 기술이 작용하기 어렵다.

2.2 온도 측정 장치는 고압 절연을 해야 한다

10kV 고압 스위치 캐비닛이 정상적으로 작동하는 상태에서, 그 정격 전압은 10kV이며, 온도 측정 장치는 온도 측정 지점의 대전체 설비에 설치되어 있고, 온도 신호의 수신 장치는 스위치 캐비닛의 캐비닛이나 캐비닛 밖에 있다. 이는 온도 측정 장치와 수신 장치 사이에 고압 격리를 진행해야 하며, 동시에 스위치 캐비닛 내부 전기 부품의 안전 거리에 영향을 끼쳐서는 안 된다는 것을 의미한다.이것은 스위치 캐비닛 온도 측정 기술이 실천에 응용되어 해결해야 할 가장 중요한 문제이자 온라인 온도 측정 기술의 발전에 영향을 주는 중요한 원인이라고 할 수 있다.

2.3 스위치 캐비닛 내부의 기존 전기 부품의 성능에 영향을 주지 않음

10kV 고압 스위치 캐비닛 내부의 많은 전기 부품은 회로 차단기, 격리 스위치 등 운행 방식에 따라 상응하는 분리 조작을 해야 한다.따라서 온라인 온도 측정 장치의 설치와 작업이 스위치 캐비닛 내부의 기존 전기 부품의 작업 성능에 영향을 미치지 않아야 합니다.

2.4 스위치 케이스 내부의 열악한 작업 환경에 적응하기

현재 응용되고 있는 10kV 고압 스위치 캐비닛은 모두 완전 밀봉 구조이기 때문에 스위치 캐비닛 내부의 통풍이 좋지 않고 온도가 비교적 높다;게다가 고압 스위치 캐비닛의 작업 전류는 모두 수백 암페어에 있고, 또 변전소와 같은 전자기 간섭이 비교적 심각한 환경에 처해 있기 때문에 온라인 온도 측정 기술은 양호한 간섭 저항 능력을 갖추어야 하며, 온도 측정 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있어야 한다.

3 10kV 고압 스위치 캐비닛 온라인 온도 측정 기술 연구 현황

3.1 적외선 온도 측정법

직접 접촉 측정 방법 중 대표적인 것이 적외선 온도 측정법이다.적외선온도측정법은 주로 스테판-볼리즈만, 플랑크 등의 흑복사원리에 의거한것으로서 흑체는 리상화된 복사체로서 같은 온도에서 같은 전자기파스펙트럼을 발산할수 있으며 흑체의 구체적인 성분과 형상특성과는 무관하다.물체 표면의 온도는 물체 자체의 적외선 복사 에너지의 크기 및 파장의 분포와 밀접한 관계를 가지고 있으며, 물체 자체의 적외선 복사 에너지를 측정하여 그 표면의 온도를 측정한다.현재의 적외선 온도 측정기의 기본 구성은 광학 시스템, 적외선 탐지기, 신호 증폭기와 신호 처리 및 디스플레이 출력 등 부분이다. 핵심 원소는 적외선 탐지기이다. 그것은 입사된 적외선 복사를 측정할 수 있는 다른 형식의 전기 신호로 바꿀 수 있다. 증폭기와 신호 처리기 회로를 기기 내부의 알고리즘에 따라 계산하고 교정한 후 측정된 목표의 온도 값으로 바꾼 후 광학 시스템에 표시한다.

3.2 무선 온도 측정법

무선 온도 측정법은 접촉식 온도 측정 방법을 개선한 것으로, 온도 측정 설비와 전력 시스템 사이의 고저압을 격리하기 위해 만들어진 새로운 온도 측정 방법이다.일반적인 무선 온도 측정 시스템은 분산 온도 측정 지점, 데이터 수신기, 백그라운드 처리 시스템으로 구성됩니다.분산형 온도 측정 지점은 온도 측정이 필요한 곳에 직접 설치되며, 데이터 수신기는 스위치 캐비닛에서 일정 거리 떨어진 곳에 배치되며, 분산형 온도 측정 지점과 데이터 수신기 사이의 데이터 전송은 무선 통신 방식으로 이루어져 고압의 격리와 온도 측정 데이터의 수집을 실현하고, 고압 스위치 캐비닛 내의 접점 운행 온도가 적외선 온도 측정법에 의해 쉽게 측정되지 않는 난제를 해결한다.무선온도측정법은 온도측정장치의 안전문제를 해결하였지만 실제응용에서도 많은 문제를 발견하였는데 그중의 문제는 바로 스위치촉두위치에서 온도측정장치의 작업안정성문제이다.실제 응용에서 이 모듈이 사용하는 전원은 전력선에서 에너지를 얻는 전류 감응식 전원이다. 그러나 전력선 부하의 크기는 전원에서 얻는 에너지의 크기를 결정한다. 그 폭의 변화가 매우 크기 때문에 모듈은 종종 전력 공급 부족 현상이 나타난다.이 문제에 대해 어떤 사람들은 배터리를 이용하여 온도측정장치의 전력 소비량을 줄이는 등의 방법을 건의하지만, 결함은 배터리가 다 소모되면 정기적으로 교체해야 하며, 동시에 무선 발사 전력이 너무 작아 전자기 방해가 발생하여 온도측정 데이터 전송에 오류가 발생하게 되고, 장치 배터리를 교체하려면 고압 스위치 캐비닛의 전력 공급을 중단해야 하며, 고압 스위치 캐비닛의 지속적인 운행 작업 요구에 도달하지 못한다는 것이다.

3.3 광섬유 온도 측정법

광섬유 통신과 통합 광학 기술의 발전과 함께 광섬유 센서 기술은 센서 분야에서 매우 활발한 모습을 보이고 있다. 전통적인 센서 기술과 달리 광섬유 센서의 장점은 기능 특성이 아니라 그 자체의 물리적 특성이다.바로 광섬유센서는 광섬유질이 가볍고 지름이 가늘며 전자기교란에 강하고 부식에 강하며 고온에 견디며 신호감쇠가 작고 정보감지와 전송이 일체화되는 등 장점이 있기에 일반적인 검측기술로는 해결할수 없는 일부 측정문제를 해결할수 있다.우선 광섬유 자체는 매우 좋은 절연재료이기 때문에 전력 시스템과 측정 설비 사이의 고압을 격리시켜 온도 측정 장치로 인한 설비 안전 사고를 피할 수 있다. 동시에 광섬유를 전송과 감지 신호의 매개체로 사용하여 전력 시스템 환경에 존재하는 데이터 전송에 존재하는 강한 전자 간섭 문제를 해결하고 측정 결과를 더욱 정확하게 한다.그 다음으로 광섬유는 굴곡성이 좋고 직경이 작으며 무게가 가벼워 일반 센서가 도달할 수 없는 부위를 감지할 수 있다.이러한 장점으로 인해 광섬유 센서는 전력 시스템의 온도 측정에 두각을 드러내어 고압 스위치 캐비닛의 온도 측정에 적합한 주요 수단으로 사용할 수 있다.

4 10kV 고압 스위치장 이상 발열 대책

4.1 10kV 고압 스위치 캐비닛의 예방적 시험 작업 중시

10kV 고압 스위치 캐비닛과 그 내부 스위치 설비의 예방성 시험 작업을 중시해야 하며, 예방성 시험을 통해 고압 스위치 캐비닛의 실제 운행 상황을 믿을 수 있게 판단할 수 있다.예방성 시험을 진행할 때는 상응하는 규정 규범을 엄격히 준수하고, 만약 시험에서 얻은 데이터에 이상이 있으면 과학적이고 합리적인 분석을 진행하며, 이전의 역대 예방성 시험 데이터와 결합하여 비교함으로써 설득력 있는 결론을 얻어야 한다.주목할 만한 것은 결론의 도출은 얻은 데이터 세트에만 의존하여 여러 차례의 데이터를 종합하여 고압 스위치 캐비닛에 존재하는 잠재적 위험을 판단하고 확정할 수 없다는 것이다.예방성 시험을 완료한 후, 즉시 고압 스위치 캐비닛의 복원 작업을 완료하고, 복원 과정에서 스위치 캐비닛 내부의 각 접촉점과 접촉면의 접촉이 반드시 양호해야 하며, 접촉 불량으로 인한 이상 발열 문제가 발생하지 않도록 각별히 주의해야 한다.

4.2 10kV 고압 스위치 캐비닛의 일상적인 점검과 유지 보수 업무를 중시한다

10kV 고압 스위치 캐비닛의 작동 효율 향상과 고장률 감소는 일상적인 점검과 유지 보수 작업을 떠날 수 없다.실제 점검과 유지보수 업무에서 스위치 캐비닛 내부 스위치 설비의 터치에 대한 점검과 유지보수에 특히 주의해야 하며 정기적으로 살펴봐야 한다.우선 그 구조가 안정되고 용수철이 느슨해지거나 떨어지지 않도록 보장해야 한다.그 다음으로 터치헤드의 외관에 산화 변색 흔적이 있는지 확인하고 터치헤드와 터치헤드 표면의 매끄러운 정도를 검사해야 한다.상술한 검사 작업을 완료한 후, 터치 헤드에 전력 업계 전용 전기 전도 연고를 발라 터치 헤드 사이의 저항치를 효과적으로 줄이고, 스위치 캐비닛 내부 스위치 설비의 전기 전도 성능을 증가시키며, 고압 스위치 캐비닛 및 그 내부 스위치 부품의 작업 효율과 사용 수명을 보장해야 한다.

4.3 10kV 고압 스위치 캐비닛의 신기술 개발과 세대교체 가속화

전력 업계의 신기술이 끊임없이 개발되고 신제품이 끊임없이 보급되고 응용됨에 따라 각종 중요한 전력 설비는 모두 점점 더 빠른 세대교체 속도를 보이고 있다. 10kV 고압 스위치 캐비닛의 경우 조류를 따라 신기술의 연구개발과 세대교체를 가속화한다.구체적으로 말하자면, 현재 이미 장족의 발전과 진보를 얻은 자동 제어 기술과 신형 저저항률 재료 등을 10kV 고압 스위치 캐비닛에 대대적으로 응용하는 것이다.이밖에 전력기업의 10kV배전망운행관리부문은 관념을 전환하고 낡고 락후한 10kV고압스위치궤에 대한 세대교체사업을 중시해야 한다. 신형의 믿음직한 전력설비만이 10kV배전망의 안전하고 믿음직한 운행을 더욱 잘 보장할수 있으며 동시에 기업에 량호한 경제효익과 사회효익을 가져다줄수 있다는것을 의식해야 한다. 이는 전력시스템의 장기적인 안전운행의 보장이다.

4.4 10kV 고압 스위치 캐비닛 온도 온라인 모니터링 기술의 보급 응용

10kV 고압 스위치 캐비닛에서 온도 온라인 모니터링 기술을 보급하고 응용해야 한다. 비록 이 기술은 최근 몇 년 동안에야 발전하기 시작했지만, 그 기초는 현재 이미 비교적 성숙한 컴퓨터 기술, 검측 기술과 자동 제어 기술을 발전시켰다.또한 실천 연구에 따르면 온도 온라인 모니터링 기술은 10kV 고압 스위치 캐비닛에서 응용하면 좋은 효과가 있기 때문에 이를 더욱 심층적으로 개발하고 적당한 시간에 보급 응용 업무를 전개할 가치가 있다.고압 스위치 캐비닛 내부 스위치 커넥터, 터치 헤드, 모배, 연결 도선 및 관련 부속품 등 핵심 설비의 온도를 온라인 모니터링함으로써 운행 인원이 실시간으로 10kV 고압 스위치 캐비닛의 운행 상황을 통제할 수 있으며, 스위치 캐비닛의 이상 온도 상승으로부터 적시에 대응하여 고장이 확대되어 더욱 심각한 사고를 초래하지 않도록 할 수 있다.

5 앙코르 무선 온도 측정 시스템

5.1 시스템 구조

Acrel-2000T 무선 온도 측정 모니터링 시스템은 RS485 버스 또는 이더넷을 통해 분리된 장치와 직접 통신하며, 시스템 설계는 국제 표준 Modbus-RTU, Modbus-TCP 등 전송 규약을 준수하여 안전성, 신뢰성, 개방성이 크게 향상되었다.이 시스템은 원격 신호, 원격 측정, 원격 조종, 원격 조정, 원격 설정, 사건 경보, 곡선, 막대, 보고서와 사용자 관리 기능을 갖추고 있어 무선 온도 측정 시스템의 설비 운행 상황을 감시하고 신속한 경보 응답을 실현하여 심각한 고장 발생을 예방할 수 있다.

범재 전력 사물인터넷, 제철소, 화학공업, 시멘트, 병원, 공항, 발전소, 탄광 등 공장, 광산 기업, 변배전소 등 전력 설비의 온도 모니터링에 적합하다.

온도 온라인 모니터링 시스템 구조도

5.2 시스템 기능

온도 측정 시스템 호스트인 Acrel-2000T는 시스템 내 모든 스위치 장치의 작동 온도 상태를 원격으로 모니터링할 수 있는 당직 모니터링실에 설치됐다.시스템에는 다음과 같은 주요 기능이 있습니다.

1. 온도 표시: 배전 시스템 내의 각 온도 측정 지점의 실시간 값을 표시하며, 컴퓨터 WEB/모바일 앱에서 원격으로 데이터를 볼 수도 있다.

온도 곡선: 각 온도 측정점의 온도 추세 곡선을 봅니다.

보고서 실행: 온도 측정 시점의 온도 데이터를 조회하고 인쇄합니다.

실시간 경고: 시스템은 각 온도 측정점의 이상 온도에 대해 경고를 보낼 수 있다.시스템은 실시간 음성 경보 기능을 갖추고 있어 모든 사건에 대해 음성 경보를 보낼 수 있으며, 경보 방식은 탄창, 음성 경보 등이 있으며, 문자/APP로 경보 소식을 푸시하여 당직자에게 즉시 알릴 수 있다.

히스토리 이벤트 조회: 온도 제한 초과 등 이벤트 기록을 저장하고 관리할 수 있어 사용자가 시스템 이벤트와 경보에 대해 히스토리 트레이스, 조회 통계, 사고 분석 등을 편리하게 할 수 있다.

5.3 시스템 하드웨어 구성

온도 온라인 모니터링 시스템은 주로 설비 층의 온도 센서와 온도 수집/디스플레이 단위, 통신 층의 가장자리 계산 게이트웨이 및 역 제어 층의 온도 측정 시스템 호스트로 구성되어 변배전 시스템 핵심 전기 부위의 온도 온라인 모니터링을 실현한다.

6 끝말

지능화 무인 변전소 중 10kV 고압 스위치 캐비닛의 안전하고 신뢰할 수 있는 운행을 보장하기 위해 신기술의 끊임없는 개발과 응용에 따라 지능화 변전소 전기 설비 상태 점검 기술은 광범위하게 응용될 것이다. 이와 동시에 10kV 고압 스위치 캐비닛의 온라인 온도 측정 기술도 반드시 진일보한 응용과 보급을 얻을 것이다.

10kV 고압 스위치 캐비닛 온라인 온도 측정 시스템

10kV 고압 스위치 캐비닛 온라인 온도 측정 시스템