開(kāi)關(guān)柜內(nèi)敏感點(diǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的難題解決方案

1 概況

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電力系統(tǒng)因高壓帶電設(shè)備關(guān)鍵部位(如斷路器、隔離刀閘觸頭處及出線座等)過(guò)熱而引發(fā)的事故時(shí)有發(fā)生。此類(lèi)事故的危害性極大，輕則造成設(shè)備損壞,影響用戶(hù)用電，重則造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)三相弧光短路，形成很大的短路電流，燒毀主變壓器。因此，對(duì)高壓帶電設(shè)備各種連接點(diǎn)溫度的在線監(jiān)測(cè)是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要內(nèi)容。此外，高壓帶電設(shè)備的各種連接點(diǎn)的溫度在線監(jiān)測(cè)和記錄，也是這些設(shè)備狀態(tài)檢修的重要依據(jù)。

電力系統(tǒng)為解決此類(lèi)難題，采取了很多辦法。其中《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》(摘錄11.7.2)中強(qiáng)調(diào)，需定期用紅外線測(cè)溫設(shè)備檢查開(kāi)關(guān)設(shè)備的接頭處、隔離開(kāi)關(guān)的采電部分(重點(diǎn)部位：觸頭、出線座等)，特別是在重負(fù)荷或高溫期間加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的溫升監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)采取措施。

電力系統(tǒng)最初采用示溫蠟片監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備接頭等敏感點(diǎn)的溫度，但這種方法只有在溫度過(guò)高后蠟片才有反應(yīng)，且電氣設(shè)備的隱蔽部位難以觀察到;后采用紅外測(cè)溫儀進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，同樣隱蔽部位難以觀察。近年來(lái)，電力設(shè)備測(cè)溫技術(shù)有了新的突破：一是分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，二是無(wú)線式測(cè)溫技術(shù)。以上兩種技術(shù)均能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)敏感點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)及環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)，但無(wú)線式測(cè)溫技術(shù)成本更低，便于大面積推廣。經(jīng)比較分析，TMS系列無(wú)線式溫度在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TMS系統(tǒng))，可更好的解決開(kāi)關(guān)柜內(nèi)敏感點(diǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的難題。

2 TMS系統(tǒng)的原理與技術(shù)特點(diǎn)

隨著無(wú)線通訊技術(shù)及數(shù)字化溫度傳感技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，無(wú)線式溫度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在近兩年被廣泛應(yīng)用于電力、建筑、化工等領(lǐng)域，并取得了大量應(yīng)用業(yè)績(jī)。

2.1、TMS系統(tǒng)測(cè)溫的技術(shù)原理

TMS系統(tǒng)采用數(shù)字化溫度傳感技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)及微機(jī)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高壓帶點(diǎn)設(shè)備各關(guān)鍵點(diǎn)溫度的在線監(jiān)測(cè)。

其基本原理是，利用高精度數(shù)字化溫度傳感器(美國(guó)TI生產(chǎn)的18B20)采集敏感點(diǎn)處的溫度值，將溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸至CPU，CPU將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)，并通過(guò)射頻電路將溫度信號(hào)以無(wú)線形式(頻率為2.4GHz)發(fā)送至開(kāi)關(guān)柜外的接收裝置，通過(guò)信號(hào)處理、解碼后可將溫度信號(hào)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。同時(shí)，管理裝置的CPU還將所測(cè)到的溫度與用戶(hù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較，判斷該敏感點(diǎn)處運(yùn)行溫度是否正常，若不正常則發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號(hào)提醒管理人員。

2.2、TMS系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

TMS系列無(wú)線式溫度在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是，可以對(duì)電氣配電裝置的母排、動(dòng)力電纜的接頭、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)重要的采電處等部位進(jìn)行“零距離”監(jiān)測(cè)。其工作原理決定了它不會(huì)受到電磁干擾的影響，也不會(huì)對(duì)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)任何負(fù)面影響。具有在高電壓、強(qiáng)腐蝕、輻射和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下運(yùn)行，以及可進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫等優(yōu)點(diǎn)，是其他測(cè)溫技術(shù)無(wú)法比擬的。

3 TMS系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的建設(shè)

TMS系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的變電站、配電房等廣泛應(yīng)用，下面以某110kV變電站為例，詳細(xì)介紹TMS系統(tǒng)的搭建。

3.1 測(cè)溫點(diǎn)布置

(1)選擇需要測(cè)溫的開(kāi)關(guān)柜。根據(jù)電力系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選取包括主變柜、進(jìn)線柜電容柜和饋線柜等高壓柜作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，既滿(mǎn)足了變電站的需要，又減少了不必要的投資。

(2)選擇高壓柜內(nèi)需要測(cè)溫的敏感點(diǎn)。經(jīng)過(guò)大量的比對(duì)分析研究，發(fā)現(xiàn)在封閉的高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，容易發(fā)熱的點(diǎn)就是觸頭接觸處、出線電纜接頭處等部位，因該變電站采用的KYN型柜體，內(nèi)部采用手車(chē)式斷路器，因此在一面高壓柜內(nèi)設(shè)立了3處3相共9個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，分別監(jiān)測(cè)動(dòng)靜觸頭接觸處及出線電纜接頭部位。主要布置如圖1所示。