Температура узлов КРУ, КСО, НКУ, ГРЩ является индикатором их состояния, однако контактные средства термометрии для контроля в данном случае не подходят, применяются оптические датчики температуры. В статье представлены новые технические средства для дистанционного контроля температуры: оптический датчик матричного типа ДТМ‑640 и построенная на его основе система, использующая тепловизионные технологии.
Научно-производственное предприятие «ТестЭлектро» из Самары много лет работает в сфере электроэнергетики, специализируясь на разработке и производстве электронных приборов и систем для контроля рабочего состояния высоковольтного оборудования. Особенно популярна у предприятий-«щитовиков» (производителей электрооборудования) система «Зной», измеряющая температуру важных зон главных цепей распределительного устройства с помощью пирометрических (инфракрасных) датчиков и сигнализирующая о выходе за установленный диапазон. Это уникальное решение, эффективное и недорогое, существует уже 10 лет, сегодня система установлена на тысячах электрощитов в МОЭСК, нефтегазовой отрасли, на объектах нефтехимии и т. д.
Другое известное изобретение НПП «ТестЭлектро», о котором, как и о системе «Зной», журнал «ИСУП» уже не раз публиковал материалы, это модули мнемосхем для отображения положения основных аппаратов главной электрической цепи: комплектно-распределительных устройств (КРУ) и камер сборных одностороннего обслуживания (КСО). Модули мнемосхем представляют собой одновременно средство контроля и устройство визуализации, отображают изменение положения и состояния аппаратов, в том числе температуру важных узлов, которую измеряют с помощью тех же пирометрических датчиков.
Эти модули мнемосхем, носящие общее название «КРУ/КСО-Мнемо», компания совершенствует много лет, добиваясь оптимального сочетания нужной функциональности и стоимости. К настоящему времени выпущено уже семь исполнений, и данная работа продолжается. В конце 2021 года НПП «ТестЭлектро» анонсировало переход к новому этапу в работе над линейкой – применению тепловизионных технологий. И нам радостно, что эти намерения, несмотря на сложности, воплотились в готовое решение. Внешний вид мнемосхемы с функцией тепловизора показан на рис. 1.
Рис. 1. Модуль мнемосхемы «КРУ/КСО-Мнемо»
Функция тепловизора реализована с помощью нового зонального матричного датчика ДТМ‑640, который заменил пирометрический датчик ДТП‑300. В этом решении коллектив «ТестЭлектро» применил весь свой огромный опыт в разработке систем дистанционного контроля температуры для объектов энергетики, постаравшись добиться главной для компании цели: функционально, но недорого.
Датчик температуры матричного типа ДТМ‑640 разработан для реализации поверхностно-объемного мониторинга температуры и контроля перегрева, в частности, для мониторинга температуры высоковольтных контактных соединений в распределительных шкафах. Устанавливается в КРУ, КСО, НКУ, ГРЩ и других шкафах. Внешний вид датчика, его габаритные и присоединительные размеры приведены на рис. 2. Опишем его принцип действия.
Рис. 2. Оптический датчик температуры матричного типа ДТМ‑640: а – внешний вид; б – габаритные и присоединительные размеры (увеличить изображение)
Датчик матричного типа делит всю измерительную поверхность на матрицу размером 32 × 32 ячейки. Поскольку оптическое отношение расстояния от датчика до поверхности к размеру стороны квадрата составляет 1 : 2, то при расстоянии до измерительной поверхности 320 мм сторона одной ячейки будет составлять 20 мм. Эта матрица – доступная для датчика область измерений, он измеряет температуру в каждой ячейке в непрерывном режиме. Пользователь, в свою очередь, может назначить внутри матрицы несколько логических зон, разделив ее как по вертикали, так и по горизонтали. Возможная схема логических зон показана на рис. 3. Текущие максимальные температуры по каждой логической зоне доступны пользователю в непрерывном режиме, а по запросу датчик отсылает температурные данные по всем точкам своей области измерения.
- Условно показаны поверхности контроля размером 150 × 50 мм
- Размеры пикселя (20 мм) и всей зоны (640 мм) показаны при условии расстояния от датчика до зоны измерения 320 мм
Рис. 3. Примеры разделения области измерений датчика ДТМ‑640 на зоны контроля: а – разделение на 3 зоны; б – разделение на 6 зон (увеличить изображение)
Преимущества такого способа измерений:
- одним датчиком можно измерять одновременно несколько контактных соединений;
- широкий диапазон измерения: 0…380 °C с точностью ±3 °C;
- термокадр датчика обновляется менее чем за 0,5 с;
- датчик оснащен интерфейсом RS‑485 с поддержкой протокола Modbus RTU, что дает возможность создать целую сеть датчиков, подключив их к одному контроллеру для сбора данных.
Система с матричными датчиками ДТМ‑640 способна выполнять поверхностно-объемный контроль температуры объектов, при этом один датчик будет обеспечивать контроль температуры целой зоны по всем трем фазам одновременно. Температурный профиль всей контролируемой зоны в режиме реального времени выводится на экран дисплея контроллера в виде цветовой матрицы с привязкой цвета к температурному поддиапазону. По сути, это решение представляет собой бюджетный стационарный тепловизор для мониторинга температуры токоведущих цепей с матричной индикацией результата.
Контроллер постоянно опрашивает датчики и получает значения температуры в каждой зоне. Зоны идентифицированы наименованиями в контроллере, для каждой из них можно указать пороговые величины (уставки), отмечающие предупреждения и аварии, причем для управления срабатыванием реле можно использовать методы подавления случайных/ложных включений/выключений на основе заданного гистерезиса и задержки переключения. Сигнализация о превышении температуры какой-либо зоны (релейная и дисплейная) производится в соответствии с заданной пользователем настройкой системы.
По специальному запросу контроллера датчик выдает полный комплект показаний, позволяющий вывести всё тепловизионное изображение для анализа оператором.
Технические характеристики системы «КРУ/КСО-Мнемо» указаны в табл. 1, матричных датчиков ДТМ‑640 – в табл. 2.
Таблица 1. Технические характеристики системы «КРУ/КСО-Мнемо»
Таблица 2. Технические характеристики оптических датчиков матричного типа ДТМ‑640
Узнать подробности о новом техническом решении можно, связавшись со специалистами компании. Адреса официального сайта, электронной почты и номер телефона указаны ниже.
Статья опубликована в журнале «ИСУП»
Статья на сайте журнала >>
