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高低压变电柜异常环境监控设备设计分析

2022-03-26刘耀

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:高低压三极管变电

刘耀

[]高低压变电柜就是在所有供电系统中的一项供电设备,其主要的功能就是做到电能分配、控制剂量以及连接线缆。在高低压变电柜内部的电压互感器、电流互感器和各类变压器之间,可能会因为长时间的负荷或者是因为设备自身而出现短路故障的情况,使整个电器设备都出现问题。还有可能会使整个电器设备出现老化、发热的情况而引起火灾。如果是比较严重的情况,还可能会是电气设备中的电压器、避雷针、电容器等零件发生爆炸。而高低压变电柜异常环境监控设备设计能够有效的对电压环境内部的温度、电流量、烟雾等进行及时的监测。如果出现高温或者是烟雾异常的情况下,会及时的启动消防装置,有效的避免火灾的发生。因此,在电气设备中设计高低压变电柜异常环境监控设备,能够有效的防止异常情况的发生,确保高低压变电柜的日常运行。本文首先对高低压变电柜异常环境监控设备的重要性进行分析,并提出了高低压变电柜封闭空间内监控设备的研究现状,以及相关的设计原理,为高低压变电会异常环境监控设备的设计提供参考。

[]高低压变电柜;异常环境监控;设计分析

随着我国社会市场经济的迅速发展,科学技术得到了迅速的提升。而随着人们生活水平的不断提高,对于电能源的需求也在不断的增长,这在一定程度上使供电设备以及高低压变电柜的使用数量不断增加。由于很多地区的工作环境比较恶劣,高低压变电柜会经常发生火灾的情况,因此要在高低压变电柜的内部封闭空间内安装一个可以检测异常环境的设备,并能够对封闭环境内的情况做出及时的应对。而在现阶段并没有相关完善的产品出现,因此做好高低压变电柜封闭异常环境监控设备的设计分析,对整体经济效益以及人身安全都有着非常重要的意义。

一、高低压变电柜异常环境监控设备研究意义

为了能够有效地防止高低压变电柜内部封闭空间内发生火灾的情况,需要设计一种能够监测高低压变电柜内部空间的异常环境监控设备,还能够在遇到问题时做出及时的应对政策,降低火灾的发生频率,减少危害。而异常环境监控设备的主要目标就是能够在复杂的环境内对环境的温度等各项因素进行监测,当发现封闭环境内的温度超过相应的温度标准时,就会启动报警装置,在启动装置的同时还能够对内部进行联动灭火。由于我国在设计高低压变电柜的内部零件时都使用的是胶质的电缆电线,在出现明火的情况下会产生大量的浓雾浓烟,因此可以有效的利用烟雾报警器或者烟雾传感器,辅助异常环境监控设备对内部环境进行监测,简单说就是当异常环境监控设备检测到高低压变电柜内部出现烟雾时,也会启动灭火装置来对内部进行灭火,有效的控制火势的蔓延速度,减少经济财产损失,降低危害范围。

二、高低压变电柜异常环境监控设备研究现状

很多人员在运行高低压变电柜时,经常会忽略高低压变电柜的内部工作环境,而在现实生活中,并没有一款完善的高低压变电柜异常境境监控设备。通过对相关资料进行查看,发现与高低压变电柜内部环境有关的主要内容包括,如何能够准确的测量温度的参数、烟雾浓度的参数等,并通过所测量出来的参数制定出相应的控制计划。现阶段用于对于测量烟雾浓度的主要采用的是烟雾报警器或者是烟雾传感器进行直接的测量,具有一定精确度的烟雾传感器更加適用于在高低压变电柜内部复杂情况背景下进行烟雾测量。而现阶段用于温度测量的主要方式有两种,一种是接触式测量,一种是非接触式测量。下面对非接触式中的TP100传感器进行设计与分析。

三、设计方案与原理

1、电源设计原理

电源设计作为整个监控设备中的一项重要部分,对整个监控设备日常运行来看,稳定的电源以及科学的管理能够直接影响到监控设备的顺利运行。因此,必须要确保电源设计的合理性,而在电路使用过程中经常会使用到的电压数据包括CPU数字电路电压、灭火器电压、HTC15芯片工作电压、外部器件工作电压,其中分别使用的是1.8V、24V和5V。

2、仪表放大电路原理

仪表放大电路就是一种能够差分输入,还能够进行相对参考端单端输出的闭环电路。仪表放大电路的整体结构具有着低线性误差、高共膜抑制比、低噪音、高输入阻抗、失调漂移增益、设计灵活、使用方面等一系列特点,在对数据进行采集、对信号进行调节、对传感器进行增大、对医疗仪器的音响进行调节等方面都有着非常大的优势。首先,仪表放大电路中的高共模抑制比中CMRR的典型值为70~100db以上,同时仪表放大电路还具有较高的输入阻抗,使仪表放大其中的铜像或者反向的输入端阻抗都能够相互平衡。其次,仪表放大电路具有低线性误差的特点,能够通过输入失调和比例的误差对外部的参数进行调整,但是线性的误差是零件的缺点,不能够消除外部的误差,一个具有高质量的仪表放大设备电型的线性误差在0.01%,有的甚至低于0.01%。最后,仪表放大电路具有低失调电压或者是失调电压漂移的特点,其中失调漂移主要是由输入或者是输出两个部分组成,其中输入与输出的失调电压的典型值分别是100V和2mv,除此之外,仪表放大电路还具有充裕带宽的特点,仪表放大器能够为特定的应用提供良好的带宽,其中小信号带宽在500赫兹到4m赫兹之间。

3、三极管开关控制原理

在电压器的设备中所使用到的三极管的种类有很多,其中不同种类不同型号有着不同的用途。现阶段,在市场中经常见的三极管大多数是由塑料封装或者是由金属封装的,比较常见的三极管为NPN型三极管或者是PNP型三极管,同时还包括了2SC945、2SA733、2SC1815、2SA1015、2N5401、2N551、S8550和8050等型号,选用时应根据应用电路的具体要求而定。后级功率放大电路中使用的互补推挽对管,应选用大电流、大功率、低噪音晶体管,其耗散功率为100~200V。除此之外,三极管在工作过程中经常会有三种不同的模式,分别是线性放大模式,截止模式和饱和模式,当三极管作为变压器的控制开关时,其导通的工作状态必须是在饱和模式的情况下,而断开始应该是在截止模式情况下。通过对三极管基极的控制,来控制三极管的导通模式与截止模式,并时期能够达到及时开启灭火器或关闭灭火器的目的。

4、设计方案

在对异常环境监控设备的相关系统进行设计时,主控芯片采用的是htc15f2k60sv处理器,控制灭火器的开关主要使用的是三级管中的8050类型,为电路提供24v电压主要使用的是稳压直流电源,在这项异常环境监控设备的相关系统设计过程中,会设置两路温度传感器来进行温度的检查,一路烟雾传感器来对内部环境的烟雾进行检查,另一路则是对剩余的电流量进行检查。在两条温度传感器的电路中,最开始进行检测时,检测的电压比较小,单片机没有办法直接的对电压的数值大小进行检查,因此必须要通过仪表放大电路,将电压的整体设计范围进行扩大,使其能够检测到电压的实际数值。而在烟雾传感器中所设置的开关当有烟雾报警时,就会导通光耦开关,在光耦接收器的两端进行断开闭合检查。

综上所述,在高低压变电柜的日常运行过程中,对于高低压配电柜内部封闭环境的检测工作是非常重要的,然而现阶段并没有影响完整的检测系统能够有效的确保高低压变电柜内部环境的日常运行,因此必须要提高对相关系统设计的重视程度,同时还要从温度以及烟雾两方面进行分析,设计出最具有针对性的异常环境检测系统,在上述设计中,主要是解决的在封闭环境下出现火灾问题的情况,能够有效的降低火灾的发生频率,减少对经济以及财产的损失,为高低压变电诡异成环境监控设备的设计奠定坚实的基础。

参考文献

[1]孙晓磊.高低压变电柜异常环境监控设备设计[J].科学技术创新,2021(006):45-47.

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