開(kāi)關(guān)柜內敏感點(diǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)監測的難題解決方案

1 概況

據有關(guān)資料統計，全國電力系統因高壓帶電設備關(guān)鍵部位(如斷路器、隔離刀閘觸頭處及出線(xiàn)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，輕則造成設備損壞,影響用戶(hù)用電，重則造成開(kāi)關(guān)柜內三相弧光短路，形成很大的短路電流，燒毀主變壓器。因此，對高壓帶電設備各種連接點(diǎn)溫度的在線(xiàn)監測是保證電網(wǎng)安全運行的重要內容。此外，高壓帶電設備的各種連接點(diǎn)的溫度在線(xiàn)監測和記錄，也是這些設備狀態(tài)檢修的重要依據。

電力系統為解決此類(lèi)難題，采取了很多辦法。其中《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》(摘錄11.7.2)中強調，需定期用紅外線(xiàn)測溫設備檢查開(kāi)關(guān)設備的接頭處、隔離開(kāi)關(guān)的采電部分(重點(diǎn)部位：觸頭、出線(xiàn)座等)，特別是在重負荷或高溫期間加強對運行設備的溫升監測，以便及時(shí)采取措施。

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

2 TMS系統的原理與技術(shù)特點(diǎn)

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)及數字化溫度傳感技術(shù)的發(fā)展及應用，無(wú)線(xiàn)式溫度在線(xiàn)監測技術(shù)在近兩年被廣泛應用于電力、建筑、化工等領(lǐng)域，并取得了大量應用業(yè)績(jì)。

2.1、TMS系統測溫的技術(shù)原理

TMS系統采用數字化溫度傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)及微機控制技術(shù)，實(shí)現了高壓帶點(diǎn)設備各關(guān)鍵點(diǎn)溫度的在線(xiàn)監測。

其基本原理是，利用高精度數字化溫度傳感器(美國TI生產(chǎn)的18B20)采集敏感點(diǎn)處的溫度值，將溫度值轉換為數字信號傳輸至CPU，CPU將該信號轉換為無(wú)線(xiàn)信號，并通過(guò)射頻電路將溫度信號以無(wú)線(xiàn)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)信號處理、解碼后可將溫度信號實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。同時(shí)，管理裝置的CPU還將所測到的溫度與用戶(hù)預先設定的參數進(jìn)行比較，判斷該敏感點(diǎn)處運行溫度是否正常，若不正常則發(fā)出相應報警信號提醒管理人員。

2.2、TMS系統的技術(shù)特點(diǎn)

TMS系列無(wú)線(xiàn)式溫度在線(xiàn)監測預警系統的最大特點(diǎn)是，可以對電氣配電裝置的母排、動(dòng)力電纜的接頭、開(kāi)關(guān)柜內重要的采電處等部位進(jìn)行“零距離”監測。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 )對電氣設備的正常運行帶來(lái)任何負面影響。具有在高電壓、強腐蝕、輻射和強電磁干擾等惡劣環(huán)境下運行，以及可進(jìn)行多點(diǎn)測溫等優(yōu)點(diǎn)，是其他測溫技術(shù)無(wú)法比擬的。

3 TMS系統在電力系統的建設

TMS系統在電力系統中的變電站、配電房等廣泛應用，下面以某110kV變電站為例，詳細介紹TMS系統的搭建。

3.1 測溫點(diǎn)布置

(1)選擇需要測溫的開(kāi)關(guān)柜。根據電力系統設備特點(diǎn)和運行經(jīng)驗，選取包括主變柜、進(jìn)線(xiàn)柜電容柜和饋線(xiàn)柜等高壓柜作為重點(diǎn)監測對象，既滿(mǎn)足了變電站的需要，又減少了不必要的投資。

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