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换流站选相合闸（PSD02）装置运行环境优化改善套装研究
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摘要：本项目以楚雄换流站的选相合闸装置为依托，装置运行过程中的热效应是设备老化、绝缘下降乃至故障的重要原因，设备的运行温度是限制设备负荷能力的重要因素。而环境温度又与设备的运行温度及散热效果密切相关。通过优化和改善变电所设备所处环境的小气候，自动跟踪环境温度变化进行动态控制，以适应设备负荷变化引起的发热量变化以及环境温度变化，可为设备营造一个干燥、温度适宜的均衡、稳定的运行环境，体现了对设备故障的一种主动防御思想。可有效降低设备的故障概率，延长设备的使用寿命以及发挥设备的最大效能，提高装置的可靠性。
关键词：换流站；选相合闸；运行环境；优化方法
楚雄换流站的选相合闸装置采用西门子生产的PSD02（phasesynchronizationdevice）装置，基本的工作原理是当断路器的分合闸命令发送至选相合闸装置操作时，PSD装置通过监测流经断路器各相的电压或电流过零点，经过PSD装置的延时将分合闸命令输出，保证断路器在下一个电流过零点时收到分闸命令而跳开，或者在下一个电压过零点时收到合闸命令而闭合。
一、换流站选相合闸（PSD02）装置运行环境优化改善套装研究的重要性
据统计，楚雄换流站PSD02型选相合闸装置经三年发生20余次装置告警，严重影响换流站的稳定运行。装置异常产生后，需要将装置进行旁路操作，旁路后再进行投切滤波器时，就会产生暂态的过电压、过电流。从而使一次设备受到巨大冲击，大大的降低设备寿命和系统的稳定性。
目前，随着选相合闸装置运行年限的增加，装置的异常率也会明显增加，给电力设备的安全运行带来了极大的风险。结合以往装置异常初步分析，如果选相合闸装置装置运行环境能得到改善，就可以大大降低选相合闸的故障率，对站内设备及电网的安全稳定运行都具有重大意义。
二、换流站选相合闸（PSD02）装置运行环境优化改善套装功能介绍
换流站选相合闸（PSD02）装置运行环境优化改善套装具备温度实时监控、记录功能，同时根据设定阈值，开启散热功能。
经过评估，点温度测量、周围空气温度测量都不能有效测量到故障最高点，很容易导致错过最佳散热时间，最后选着了红外温度摄像传感器，同时配置近距离摄像头（110°x80°32x24，能够覆盖电源板主要元器件），通过面温度采集，对探测面内的温度进行检测，能够及时发现温度高点，及时启动散热，同时进行数据记录
1、温度监控功能及散热功能
通过红外温度摄像头，对所监控区域进行监控，对其中最高温度点进行识别，以该温度值与阈值进行对比，如果达到阈值，则启动散热功能模块；当温度下降到阈值以下时，延迟一段时间后，关闭散热功能模块。
2、温度记录功能
红外温度摄像头，周期性对所监控区域进行监控，对其中最高温度点进行识别，并记录该高温点温度数值。可以记录5760组温度数据，记录的温度精度到0.01°。
3、温度数据上传及历史数据查询功能
采用平板电脑进行巡检，通过平板电脑可以采集记录的温度数据。平板电脑上开发了数据采集、分析、和温度实时显示软件，可以实现以下功能：
1）数据上传功能；
2）历史数据查询功能；
3）温度曲线绘制功能；
4）当前红外温度摄像头探测温度图片实时显示功能。
三、换流站选相合闸（PSD02）装置运行环境优化改善套装
1、主体电气介绍
如下图，系统由控制器单元、电源调理单元、继电器单元、红外传感器及平板电脑构成。其中继电器单元和风扇构成扇热结构，红外摄像传感器为温度采集模块，平板电脑作为上位机进行数据记录、历史数据查询的数据服务器。
2、控制器单元
MCU选择了ArduinoMega2560模块，该模块是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中15路可作为PWM输出），15路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSPheader和一个复位按钮。
3、红外温度摄像传感器
GYMCU90640是一款低成本非接触红外点阵测温模块。工作电压3-5v，体积小。其工作原理，是黑体辐射定律，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强，经过芯片处理得到温度数据。此模块，有两种方式读取数据，即串口（TTL电平）或者I2C（芯片本身）通信方式。该产品测温点阵数量多，像素高。能在一般的环境分辨出人体型。串口的波特率有9600bps与115200bps和460800bps，有连续输出与询问输出两种方式，可适应不同的工作环境。与所有的单片机及电脑连接。模块保留了MLX90640芯片本身的I2C
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