產(chǎn)品分類(lèi)
胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要:目前,變電站普遍采用的全密封結構高壓開(kāi)關(guān)柜的溫度無(wú)法監測,給設備安全運行帶來(lái)很大的隱患。本文介紹了變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的構成、主要特點(diǎn),結合工程實(shí)際闡述了變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的綜合應用,并對變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的應用前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵字:變電站、無(wú)線(xiàn)測溫
1引言
電力系統從發(fā)電廠(chǎng)、變電站、高壓輸電線(xiàn)路到城市電網(wǎng)和農村電網(wǎng),電接點(diǎn)溫度的變化是關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)能否安全穩定運行的一個(gè)十分重要的指標,而溫度變化需要綜合考慮負荷、天氣等運行條件,具有不可預知性,一直以來(lái)都是電力系統非常關(guān)注的問(wèn)題。
隨著(zhù)變電站自動(dòng)化技術(shù)的推廣和應用,無(wú)人值班的變電站越來(lái)越多,變電站的高壓開(kāi)關(guān)柜采用全密封結構,在長(cháng)期運行過(guò)程中,開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)和母線(xiàn)連接等部位因老化或接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱,由于這些發(fā)熱部位的溫度無(wú)法監測,設備的運行條件越來(lái)越惡劣,發(fā)生高壓開(kāi)關(guān)柜內觸頭熔斷、刀閘燒毀等設備事故的概率大大增加?;陔姶挪▊鬏斝盘柕淖冸娬緹o(wú)線(xiàn)測溫系統能實(shí)時(shí)監控高壓柜等高壓設備的運行溫度,及時(shí)發(fā)現并處理設備隱患,對于提高設備管理水平、供電可靠性都具有重要的意義。
2變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的構成
變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統由無(wú)線(xiàn)測溫螺母、無(wú)線(xiàn)接收盒、信號路由器、后臺管理系統組成,實(shí)時(shí)監測發(fā)電廠(chǎng)/變電站的高壓開(kāi)關(guān)柜、母線(xiàn)接頭、室外刀閘開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)等部件的溫度。
變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的構成如圖1所示;
1.測溫螺母:安裝在需要測溫的載流部件上,內置溫控開(kāi)關(guān),在螺母溫度超過(guò)開(kāi)關(guān)溫(如:60攝氏度),螺母內部電路接通,開(kāi)始采集螺母溫度,并且通過(guò)RF發(fā)射溫度信號;
2.接收盒接收各螺母的RF射頻信號,并保存螺母溫度,等待主站查詢(xún);
基于電磁波傳輸信號的變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統,采用先進(jìn)成熟的傳感技術(shù)和*先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)進(jìn)行高壓隔離和信號傳輸,利用其固有的絕緣性和抗電磁場(chǎng)干擾性能,從根本上解決了電廠(chǎng)、變電站電接點(diǎn)溫度不易監測的難題:通過(guò)變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統,在線(xiàn)測量各設置點(diǎn)溫度后,以無(wú)線(xiàn)方式將數據上傳至本地溫度顯示儀,實(shí)現超溫報警功能。還可與電力自動(dòng)化系統連接,在遠端中心監控室內監視設備運行溫度,發(fā)現異常,遠程報警,及時(shí)發(fā)現事故隱患。此系統主要有如下特占
1.測溫螺母在線(xiàn)取電/太陽(yáng)能取電。螺母采用在線(xiàn)取電/太陽(yáng)能取電,大大提高了終端的使用壽命,提高了變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的安全運行年限,使用壽命可達8年以上。
2.設有溫度告警閥值,如采集到的溫度數據高于此告警閥值,則在后臺監控界面上彈出報警信息,并以聲光方式提示工作人員采用必要措施,甚至直接以短信的方式通知相關(guān)人員。提高管理者對現場(chǎng)設備的管理效率,實(shí)現全信息化管理。
3.當無(wú)線(xiàn)傳感器發(fā)送被監測點(diǎn)溫度的同時(shí),把其自身的編號()D號)也傳輸出來(lái),計算機根據事先在數據庫中保存的傳感器編號與安裝地點(diǎn)關(guān)系,自動(dòng)確定各監測點(diǎn)的溫度,系統的自動(dòng)化程度回。
4.傳感器與測溫終端之間采用無(wú)線(xiàn)連接,既方便了系統的安裝與維護,又減少了對電網(wǎng)安全運行的影響,系統的安全性好。
5.每天24小時(shí)連續在線(xiàn)監測。傳感器每小時(shí)(可以事先設定)自動(dòng)發(fā)射一次監測點(diǎn)的溫度數據,計算機實(shí)時(shí)收集并記錄所有監測點(diǎn)的溫度數據,發(fā)現異常立即報警,系統的實(shí)時(shí)性好。
6.無(wú)線(xiàn)通信選擇工作于433MHz、9巧MHz等 ISM工作頻率,對人體無(wú)傷害,對周?chē)O備無(wú)電磁干擾,符合FCC標準和國家無(wú)線(xiàn)管理規定。
7.系統具有趨勢分析功能。
8.對每個(gè)監測點(diǎn)測得的溫度數據實(shí)時(shí)進(jìn)行分析并可以長(cháng)時(shí)間保存記錄。對溫度變化呈現逐步升高的監測點(diǎn),在溫度沒(méi)有達到上限值之前,事先進(jìn)行預警,把隱患消除在萌芽狀態(tài)。
9.測溫螺母的體積為8mm*27mm @為直徑),非常小巧,可以非常方便的安裝在高壓柜,安裝時(shí)將此設備擰緊在接觸點(diǎn)的螺栓上即可,無(wú)需額外增加設備,改變原有設備的結構。
10.擴容靈活,不受分組限制,每個(gè)無(wú)線(xiàn)接收盒多可以接收90個(gè)螺母發(fā)送過(guò)來(lái)的數據。
4 變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的應用實(shí)例
110kV大洲變電站是高要電網(wǎng)的重要負荷站,為便于對設備的運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,及早發(fā)現安全隱患,確保設備的安全穩定運行,在大洲站加裝了無(wú)線(xiàn)測溫系統,對無(wú)法測溫、負荷較重的8面 10kV高壓柜實(shí)現在線(xiàn)測溫。
通過(guò)在每面開(kāi)關(guān)柜的上隔離靜觸頭、下隔離靜觸頭、開(kāi)關(guān)連線(xiàn)及出線(xiàn)柜的出線(xiàn)電纜頭四個(gè)部位的 (A、B、c)相各裝設一個(gè)無(wú)線(xiàn)測溫傳感器,實(shí)現對8面高壓柜的96個(gè)測試點(diǎn)溫度實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)監測。此系統共安裝96個(gè)傳感器,設置超60度報警、超 80度發(fā)信息,報警信息直接通過(guò)手機短信發(fā)送至變電站負責人。
系統于2010年6月巧日投運,投運一個(gè)月以來(lái),總體運行良好,共發(fā)出報警信息23條。系統不僅實(shí)現了8個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜的各部分溫度的實(shí)時(shí)監控,變電站負責人還通過(guò)報警信息及時(shí)安排處理了 2起設備發(fā)熱缺陷,確保了設備安全穩定運行。圖 2、圖3是從系統調出的監控信息。
從圖2可以很清晰的查到安裝的96個(gè)測溫螺母的情況,從而清楚地看到各個(gè)測溫點(diǎn)的實(shí)際溫度,超過(guò)溫度報警值(設置為60度)的用紅色字體標出,方便查詢(xún)設備的運行溫度。
從圖3可以很清晰的看到5184 C相刀閘線(xiàn)路側在2010年7月14日至7月巧日的溫度曲線(xiàn),從溫度趨勢可以對某個(gè)特定的部件進(jìn)行有效的溫度變化趨勢分析。
圖2系統歷史數據查詢(xún)
圖3 5184C相刀閘線(xiàn)路側的溫度曲線(xiàn)
5 安科瑞ARTM系列電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫產(chǎn)品選型
安科瑞電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫方案由無(wú)線(xiàn)溫度傳感器、收發(fā)器、顯示單元組成。溫度傳感器直接安裝于斷路器動(dòng)觸頭、靜觸頭、電纜接頭、母排等發(fā)熱接點(diǎn),將測溫數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)傳至接收裝置,再由接收器485通訊至測溫終端或無(wú)線(xiàn)測溫系統(如圖4結構圖)。這樣,運行值班人員可以隨時(shí)查閱柜內各個(gè)接點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度,隨時(shí)掌握各接點(diǎn)的運行情況,及時(shí)發(fā)現和排除故障,大大提高電網(wǎng)的運行可靠性和經(jīng)濟性。
無(wú)線(xiàn)溫度傳感器共有5種,分別對應螺栓固定、表帶固定、扎帶捆綁、合金片固定等安裝方式。針對不同的變電站要求,可根據傳感器供電方式以及安裝位置的不同,考慮安裝方便的因素,選擇相匹配的傳感器。
無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器共有3種,通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式接收溫度數據。收發(fā)器根據不同的傳感器型號進(jìn)行匹配,同時(shí)傳感器的傳輸距離決定接收裝置能否多柜接收。
顯示裝置通過(guò)RS485連接收發(fā)器,可嵌入式安裝于柜體上,若柜體開(kāi)孔不便,也可選擇壁掛式安裝于配電室內。方便操作人員現場(chǎng)及時(shí)查看電氣節點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度的同時(shí),也可以通過(guò)RS485或以太網(wǎng)通訊的方式在后臺系統查看現場(chǎng)情況。
從工程應用的實(shí)例來(lái)看,變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統在線(xiàn)測量溫度的數據準確、穩定、可靠,系統抗干擾性能力也通過(guò)了現場(chǎng)的考驗。應用這套系統可以實(shí)時(shí)掌握變電站高壓設備特別是高壓開(kāi)關(guān)柜的運行狀態(tài)和健康水平,分析設備狀態(tài)發(fā)展趨勢,這對提高設備的運行維護水平,及時(shí)發(fā)現事故隱患,減少停電事故有著(zhù)積的意義。在線(xiàn)測溫不僅能適用于密封的高壓開(kāi)關(guān)柜,也適用于室外敞開(kāi)的高壓設備,隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)測溫系統的大量應用,變電站在線(xiàn)測溫將逐漸取代目前人工測溫的方法,實(shí)現變電站設備的實(shí)時(shí)在線(xiàn)測溫。
【參考文獻】
[1] 陳志根.變電站無(wú)線(xiàn)測溫系統的應用研究[J].電力技術(shù).2010.8
[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊 2019.11版
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