Medición de temperatura mediante sensores de fibra óptica en aparamenta GIS-INNO

Debido a sus ventajas como el tamaño reducido, operación confiable, y largo ciclo de mantenimiento, Los equipos GIS se han aplicado y promocionado ampliamente en varios niveles de voltaje del sistema eléctrico en los últimos años..

¿Por qué GIS necesita instalar un sistema de medición de temperatura?

Con el continuo aumento en el número de equipos GIS y la creciente vida útil, varios defectos están aumentando gradualmente, se manifiesta principalmente como defectos de tipo calentamiento, defectos de tipo de descarga, y defectos de tipo mecánico. Los defectos de calentamiento incluyen principalmente un mal contacto de los circuitos conductores., humedad total del aislamiento, envejecimiento, etc., ¿Cuáles son los principales tipos de defectos en los equipos SIG?. Las averías en los equipos provocadas por la calefacción han sido habituales en los últimos años, lo que resulta en múltiples paradas de equipos e incluso explosiones. Por lo tanto, strengthening the detection and analysis of GIS equipment thermal defects is of great significance. With the rapid development of China’s power industry and the continuous increase in demand, gas insulated metal enclosed switches (SIG) are widely used in GIS equipment in power systems. The processing technology is strict, the technology is advanced, and the insulation medium is SF6 gas. Por lo tanto, they have good breaking ability and slight contact burns. They have advantages such as long maintenance cycles, bajas tasas de fracaso, bajos costos de mantenimiento, y huella pequeña. It is precisely because of these outstanding advantages of GIS equipment that its application in substations is becoming increasingly widespread.

GIS online temperature monitoring device

When the contact of GIS equipment is poor, overheating will occur when the load current flows due to the increased contact resistance. Overheating of contacts and busbars can cause insulation aging or even breakdown, leading to short circuits and significant accidents, provocando enormes pérdidas económicas. Según estadísticas incompletas, many domestic power generation companies and power companies have used GIS equipment that has to varying degrees experienced abnormal temperature changes caused by insulation aging or poor contact of components such as enclosed busbars, interruptores de aislamiento, and cable heads, conduciendo a accidentes. Por lo tanto, achieving online temperature monitoring of GIS equipment, early detection and elimination of thermal fault hazards, is of great significance for the safe and reliable operation of GIS.

Temperature measurement using fiber optic sensors in GIS isolation switchgear

Gas insulated switch gear (SIG) has been widely used both domestically and internationally due to its small footprint and excellent insulation performance. During the operation of the equipment, overheating faults of the GI isolation switch often occur due to defects such as inadequate opening and closing, insufficient insertion depth of the conductive rod, etc., resulting in contact burnout and equipment flashover, seriously threatening the safe and stable operation of the power system.

Por lo tanto, conducting research and analysis on overheating faults of GIS isolation switches is of great significance. Obtener con precisión las características de aumento de temperatura de los contactos del interruptor de aislamiento GIS y la relación correspondiente entre el aumento de temperatura del contacto y el aumento de temperatura del punto de medición de la carcasa es un requisito previo importante para realizar el monitoreo del aumento de temperatura del interruptor de aislamiento GIS.. Al monitorear el aumento de temperatura de los interruptores de aislamiento GIS, Se pueden configurar puntos de control de temperatura en la superficie de la carcasa correspondientes a los contactos trifásicos para controlar la temperatura de los contactos trifásicos del interruptor de aislamiento..

Medición de temperatura de la barra colectora de la aparamenta de gas GIS utilizando Sensores de fibra óptica

Dispositivo de distribución aislado en gas (SIG) En teoría, el equipo tiene una baja tasa de fallas., pero una vez que ocurre una falla, las consecuencias son más graves que las de los equipos eléctricos ordinarios. Desglose de barra a tierra de subestación GIS; A three-phase short circuit fault occurred on the 220kV GIS busbar, causing arc erosion of the busbar. The reason for the above malfunction is that the GIS busbar contact causes excessive temperature rise due to the increase in contact resistance, resulting in surface welding of the busbar contact. The metal particles produced by welding cause electric field distortion, which in turn triggers an arc.

Por lo tanto, if online monitoring of GIS bus temperature can be carried out, real-time monitoring of bus temperature and its development trend can be carried out, and overheating warning and maintenance can be organized in case of bus overheating, it will be beneficial to reduce the probability of GIS bus overheating faults and have practical significance for the safe operation of the power system. Actualmente, La principal dificultad en el monitoreo en línea de la temperatura del bus GIS es que el rendimiento del sensor no puede satisfacer las necesidades prácticas., manifestado en una sensibilidad insuficiente del sensor y precisión de la medición de la temperatura, que no puede responder rápidamente a los cambios en la temperatura del autobús GIS.

Actualmente, Hay tres medidas preventivas principales adoptadas en el sitio de operación para abordar el problema del sobrecalentamiento de los contactos del equipo GIS.:
1. Observe manualmente el color de la superficie del contacto., Mida periódicamente la resistencia del circuito., y utilizar una cámara de infrarrojos para controlar periódicamente la temperatura de los puntos de control fijos. Los dos primeros requieren mantenimiento en caso de corte de energía de los equipos GIS., y el método para medir la resistencia del circuito no puede determinar con precisión la ubicación de las piezas de contacto deficientes. El método de medición de temperatura por infrarrojos no puede alterar ni dañar el campo de temperatura ni el equilibrio térmico dentro del equipo GIS., Y también puede resolver los problemas de aislamiento de alto voltaje y fuertes interferencias de campos magnéticos.. Sin embargo, es necesario instalar un sensor de temperatura infrarrojo en la carcasa del GIS, y su precisión de medición se ve muy afectada por factores como la emisividad de la superficie metálica del conductor y la concentración de gas SF6.. El método principal consiste en utilizar cámaras termográficas infrarrojas portátiles para detectar periódicamente la temperatura de las barras colectoras GIS., que tienen alta resolución y precisión de medición de temperatura, pero son caros. La eficacia de las pruebas se ve fácilmente afectada por factores ambientales., y es difícil lograr sistemas integrados de seguimiento en línea. La resolución y precisión de esta última tecnología de imágenes infrarrojas son difíciles de cumplir con los requisitos.. Además, Los métodos de monitoreo utilizados anteriormente son difíciles de lograr una medición continua de la temperatura del equipo GIS., lo que significa que no se puede lograr el monitoreo en línea.

Medición de temperatura de fibra óptica fluorescente La tecnología adopta el principio de fluorescencia residual para medir la temperatura., que tiene las ventajas de no verse afectado por interferencias electromagnéticas, Buen rendimiento de aislamiento, Pequeño volumen, Peso ligero, etc. Ha sido ampliamente utilizado en equipos de energía como transformadores., motores, Aparamenta, entornos experimentales hostiles, Empalmes de cables, etc., y la tecnología es relativamente madura. La aplicación de sensores de temperatura de fibra óptica fluorescentes en el monitoreo de la temperatura de contacto del conductor GIS puede lograr una medición precisa de la temperatura sin dañar el campo eléctrico interno y el campo de temperatura del GIS., y tiene una amplia gama de perspectivas de aplicación.

Usando sensores de fibra óptica fluorescentes como elementos sensores de temperatura, FJINNO diseñó y desarrolló un sistema de monitoreo en línea para la temperatura del autobús GIS, que puede monitorear la temperatura en tiempo real de cada bus trifásico de intervalo y su entorno correspondiente en el bus GIS interior de una subestación de 110 kV. La comparación con los resultados de la medición de temperatura de una cámara termográfica infrarroja portátil y la operación de prueba en el sitio muestran que el Fibra óptica de barras GIS El sistema de monitoreo de temperatura en línea tiene alta precisión y sensibilidad en la medición de temperatura., y puede monitorear el estado de calentamiento de la barra colectora en tiempo real y de manera efectiva, mejorar el nivel de operación segura de GIS. Se aplicaron sensores de temperatura de fibra óptica fluorescentes al monitoreo de temperatura del autobús GIS, y se diseñaron los correspondientes sistemas de seguimiento online, que puede controlar eficazmente la temperatura del autobús y su tendencia cambiante, y utilizar los resultados del monitoreo para obtener la temperatura exacta de los conductores de autobús.