某橋水電站高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

電力設(shè)備在正常工作時都會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，高壓開關(guān)柜設(shè)備的連接處發(fā)熱現(xiàn)象會更加明顯，尤其在環(huán)境溫度升高的條件下，此種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，長期如此會加速電力設(shè)備的老化速度，引起電力設(shè)備的絕緣性能和工作穩(wěn)定性下降，可能引起重大的電力事故，造成難以彌補的人員傷害或重大的經(jīng)濟損失。以往的電力設(shè)備的溫度檢測僅僅是靠工作人員定期完成的，費時費力，工作效率極低，利用紅外線測溫儀設(shè)備無法對正在運行的封閉式高壓設(shè)備進行溫度監(jiān)控，導(dǎo)致不能及時發(fā)現(xiàn)潛藏的隱患，有些電力設(shè)備的接頭位于隱蔽之處，不便觸及與測量，這又給運行人員帶來了極大的不便。為了解決上述問題，電力設(shè)備的無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)在電站的運行應(yīng)運而生。

 

 

水電站發(fā)生高壓設(shè)備因過熱而引起火災(zāi)， 導(dǎo)致設(shè)備損壞而被迫停機，短時間內(nèi)無法恢復(fù)生產(chǎn)，從而造成重大經(jīng)濟損失。引起設(shè)備過熱和火災(zāi)發(fā)生的直接原因是接觸電阻過大，長期運行造成的接觸面過熱、燒穿絕緣等。高壓開關(guān)柜通常要能承受高達到4000A的工作電流，設(shè)備在長期運行過程中，開關(guān)的觸點和母線的連接點因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱并形成惡性循環(huán)，開關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓，空間封閉狹小，無法進行人工巡查測溫。傳統(tǒng)的測溫系統(tǒng)依靠運行人員定期的監(jiān)測與測量才能得出，傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測耗費大量的人力物力，由于人的局限性，所測得的數(shù)據(jù)存在不確定誤差，甚至?xí)�出現(xiàn)錯誤，而且潛在的故障威脅不能及時發(fā)現(xiàn)并作出應(yīng)有的處理，致使出現(xiàn)不必要的人員傷亡和財力的損失。

 

 

高低壓開關(guān)柜采用封閉式結(jié)構(gòu)，散熱效果差，熱積累大，并長期處于高電壓、大電注和滿負(fù)荷運行，其結(jié)果造成熱量集結(jié)加劇，溫升直接危害電氣設(shè)備的電氣絕緣。全封閉高壓開關(guān)柜，在設(shè)備長期運行過程中，開關(guān)柜中的觸點和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測，由此最終導(dǎo)致火災(zāi)事故。近年來，在電廠已發(fā)生多起開關(guān)柜過熱事故，造成火災(zāi)和大面積的停電事故，解決開關(guān)柜過熱問題是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。

 

 

五一橋水電站地處四川省甘孜州九龍縣高海拔地區(qū)，晝夜溫差較大，尤其在夏季，白天氣溫較高，站內(nèi)共擁有11套10.5kV高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備。由于自身的封閉式構(gòu)造，使得電氣設(shè)備本體溫度較高，尤其高壓開關(guān)柜的構(gòu)造與安裝位置特殊，柜體背面與墻體緊密相連，無法使柜內(nèi)空氣流通達到電氣設(shè)備散熱的效果

 

五一橋水電站目前針對電氣設(shè)備溫度的監(jiān)測手段與存在的問題

 

目前五一橋水電站還采用傳統(tǒng)的測溫手段，共采取以下方式進行各電氣設(shè)備的溫度監(jiān)視：

 

（1）日常運行人員巡檢、點檢與專業(yè)人員的重點巡檢；

 

（2）按照定期工作利用紅外線測溫儀進行測溫。

 

 

（1）高壓開關(guān)柜為封閉式結(jié)構(gòu)，無法進行人工巡查測溫，紅外線測溫儀通過觀察窗進行測溫，其數(shù)值不準(zhǔn)確；

 

（2）人工巡查測溫具有間斷性，無法及時觀察到電氣設(shè)備溫度的實時情況。

 

以上存在的問題導(dǎo)致不能及時準(zhǔn)確的了解電氣設(shè)備運行狀況，易發(fā)生不必要的電氣事故。

 

 

采用深圳泰士特科技有限公司生產(chǎn)的無線測溫系統(tǒng)，結(jié)合五一橋水電站實際情況，仔細(xì)斟酌，綜合比較，優(yōu)化電站的測溫系統(tǒng)：

 

首先針對高壓開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備進行優(yōu)化，五一橋水電站共有11套10.5kV開關(guān)柜，對柜內(nèi)觸頭進行安裝無線溫度傳感器（A、B、C三相靜觸頭安裝傳感器，共計33個），具體位置如圖3 10.5kVI段、圖4 10.5kV II段和圖5 10.5kV III段（注： 為安裝無線測溫元件位置）。

 

測溫通訊終端安裝在中控室上位機監(jiān)控配電柜內(nèi)，采用導(dǎo)軌式安裝，溫度監(jiān)測預(yù)警工作站軟件安裝在工業(yè)電視監(jiān)控電腦內(nèi)。通訊終端負(fù)責(zé)接收各無線溫度傳感器發(fā)出的溫度數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)線，將數(shù)據(jù)傳送至上位機工業(yè)電視監(jiān)控電腦，通過監(jiān)測預(yù)警工作站進行溫度數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

 

該系統(tǒng)具有如下使用特點：

 

（1）準(zhǔn)確，可靠地監(jiān)測各觸點溫度，現(xiàn)場溫度和報警信息實時傳輸至電站監(jiān)測系統(tǒng)；

 

（2）可根據(jù)監(jiān)測部位不同，對各傳感器的報警值進行單獨設(shè)置；

 

（3）監(jiān)測點與接收設(shè)備之間無直接聯(lián)系，無絕緣問題，不受日光或其他光照影響；

 

（4）免維護安裝，簡便安全，一次完成，無需任何其他操作；

 

（5）多種報警模式選擇，便于及時采取措施，減少直接跳閘停電，防范于未然，減少直接跳閘停電損失；

 

（6）記錄功能，可對故障點現(xiàn)象描述和處理過程提供錄入功能，方便后期進行事故分析；

 

 

根據(jù)實際應(yīng)用為出發(fā)點，并考慮到系統(tǒng)投資的長期效益，對高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計原則如下：

 

（1）實用性：設(shè)計時重點考慮系統(tǒng)的實用性，滿足正常運行需要。

 

（2）可靠性：系統(tǒng)采用先進成熟高科技技術(shù)，讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高。

 

（3）先進性：無線測溫系統(tǒng)采用無線傳輸，減少了封閉式開關(guān)柜的布線需要，節(jié)省了人力物力，達到了優(yōu)化目的。

 

 

實施該優(yōu)化方案后，改變了傳統(tǒng)的測溫手段，運行人員能夠在中控室上位機實時監(jiān)控高壓開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備的實際溫度，在日常工作中對溫升曲線進行分析，及時掌握電氣設(shè)備運行工況，做好事故預(yù)想，并且為電氣設(shè)備運行提供溫度數(shù)據(jù)，對溫度升高等不良現(xiàn)象能夠及時發(fā)現(xiàn)，及時處理，避免事故擴大化，造成不必要的損失。

 

參考文獻

 

[1] 陳煥生.溫度測試技術(shù)及儀表[M].北京：水利電力出版社，1987.

 

[2] 深圳泰士特科技-電力無線測溫系統(tǒng).深圳泰士特科技有限公司.