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淺談無線測溫系統(tǒng)在智能化變電站10kV高壓開關柜應用

文章更新時間：2023-09-08　點擊量：290

摘要：隨著智能電網的建設，變電站也得到了廣泛的應用，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行創(chuàng)造了條件。在智能高壓開關柜中，實時性和可靠性要求較高。在此基礎上，首先介紹了智能變電站的基本功能，然后介紹了智能變電站系統(tǒng)運行的基本要求，強調了智能變電站無線溫度測量技術的重要性，最后介紹了智能變電站10kV高壓開關柜無線溫度測量的實際應用。

關鍵詞：智能變電站；高壓開關柜；測溫；

一引言

過去，我國電力系統(tǒng)正朝著大電網、高可靠性、高自動化的方向快速發(fā)展。電網運行的自動化和智能監(jiān)控水平已成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的關鍵問題。高壓配電開關柜是配電系統(tǒng)中的重要設備，在開關和關閉電力線路方面發(fā)揮著重要作用。但在長期運行過程中，由于氧化腐蝕或緊固螺栓松動，接觸電阻增大，連接點加熱，形成惡性循環(huán)，加熱點溫度無法監(jiān)測，導致連接部位溫度過高甚至燒毀，造成事故停電。因此，對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監(jiān)測和預警是非常重要的必要的。

二智能變電站簡介

1智能變電站變壓器的基本概

智能變電站變壓器的工作模式是將模擬量轉換為數字量，然后通過數字電表進行顯示和控制，實現(xiàn)變電站高壓繞組中所需的轉換電壓、高電流和大電流運行功能。同時，高壓柜可根據需要安裝相應的保護裝置。隨著我國電網的發(fā)展和科技水平的快速提高，智能變電站變壓器已成為我國現(xiàn)代化建設bu可que少的組成部分之一。

2智能變電站的主要特點

智能變電站主要具有以下特點:(1)操作方便。在運行環(huán)境中，當設備的某個參數發(fā)生變化時，其內部結構和工作狀態(tài)就會發(fā)生變化。例如，溫度升高和電流增大。同時，系統(tǒng)參數也可以通過改變電路中元件的選擇來調節(jié)，從而對整個電網進行調節(jié)和管理，導致的反應速度比傳統(tǒng)變電站更快、更靈敏、更準確。(1)靈活性強。設備運行時，當出現(xiàn)故障或突發(fā)情況時，智能變電站可以通過分析診斷內部故障，及時采取有效措施解決問題。(3)自動化程度高。如果設備運行中出現(xiàn)突發(fā)問題，保護裝置會自動切斷系統(tǒng)，避免人員損壞或事故。同時還可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)工作狀態(tài)和溫度變化過程的遠程監(jiān)控，導致反應速度更快、更準確、更靈敏。

圖1　智能變電站結構示意圖

3變壓器測溫理論基礎基礎

變壓器的溫度是其基本、重要和直接影響變電站運行的安全和穩(wěn)定性，因此需要可靠和準確的測量。我們可以通過溫度測量來判斷變壓器是否處于正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)。溫度測量的原理是：變壓器在工作過程中繞組加熱，這部分熱量傳遞到浸泡的油中，使油溫升高，通過放置溫度計，檢測油溫變化，檢測變壓器的實際工作狀態(tài)是否正常。

三智能變電站運行基本要求

1智能變電站的功能需求

智能變電站的主要功能模塊包括：站內綜合管理、繼電保護、運行控制等。

2智能變電站的性能指標

智能變電站的性能指標包括：設備功能、系統(tǒng)配置、工作狀態(tài)等。

3智能變電站設備可靠性要求

在智能變電站中，由于其可定制、設備精度高、靈活性強等特點。

4智能變電站無線測溫的必要性

在變電站運行過程中，開關柜和變壓器是重要組成部分。隨著電網規(guī)模的擴大，其結構變得越來越復雜。由于體積大、精度低等缺陷，傳統(tǒng)的定壓接觸器測溫儀沒有得到很好的解決。智能儀器設備具有較高的測量速度和較大范圍的現(xiàn)場信息采集和處理和顯示功能。同時，可根據不同條件快速響應變電站的運行狀態(tài)和參數變化，滿足電力系統(tǒng)安全、經濟、可靠運行的要求。在發(fā)展過程中，隨著技術的進步和市場需求，其性能也在不斷提高。開關柜、變壓器、終端等設備是重要組成部分。為了確保供電的安全和穩(wěn)定，有必要測量開關柜、變壓器等重要部件的溫度。

四智能變電站10kV高壓開關柜無線測溫應用技術研究

1智能化變電站在線測溫影響因素

在智能變電站中，影響溫度的因素很多，包括主變壓器、高壓開關柜和母線的溫度。

2智能化變電站無線測溫原理

（1）高壓開關柜無線溫度傳感器的工作原理：基于無線溫度測量技術的高壓開關柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)首先通過無線溫度傳感器感知設備表面溫度，然后通過電磁波將溫度信號傳輸到無線溫度監(jiān)測儀，然后通過網絡將無線溫度監(jiān)測儀連接到中央監(jiān)測計算機，實現(xiàn)無線溫度測量。

（2）無線溫度傳感器的優(yōu)點：與傳統(tǒng)的高壓設備溫度測量技術相比，無線溫度傳感器具有以下優(yōu)點。

高安全性：采用先進的數字溫度傳感器，避免傳感器輸出模擬信號的傳輸受到電場和磁場的干擾。

高可靠性：采用先進的擴頻通信、數據糾錯和自適應調頻技術，有效保證了數據無線傳輸的可靠性。此外，無線射頻傳感技術不受振動和外部灰塵的影響，溫度測量精度高。

智能化水平高:在常規(guī)模式下，溫度值每分鐘收集并傳輸到監(jiān)控中心。當突發(fā)事件導致溫度升高到報警閾值或溫度升高速度加快時，溫度測量節(jié)點將進入快速反應狀態(tài)，持續(xù)以秒為間隔收集溫度并傳輸報警，避免錯過任何可能的溫升事故。

（3）安裝方便：無線溫度傳感器體積小，無接線，可輕松安裝在開關接頭、電纜接頭等安裝空間狹小的測量點上。

（4）免調試：無需調試即可使用，特別適用于停電時間短、安裝工期緊的改造工程。

五智能變電站10kV高壓開關柜無線測溫應用

1高壓開關柜在線測溫方法分析

（1）蠟片測溫法

石蠟片的顏色會隨著溫度的變化而變化。因此，高壓開關柜的溫度可以用石蠟片來測量。具體方法是將石蠟片粘貼在設備的連接部位，根據其顏色判斷被測溫度。該方法因其原理簡單、成本低而得到廣泛應用。但需要根據個人經驗來判斷溫度，因此準確性和可靠性相對較低，無法進行定量測量和實時在線監(jiān)測。此外，高壓開關接頭、電纜接頭等容易發(fā)熱的部位在運行過程中幾乎看不見，無法測量。

（2）熱紅外測溫技術

基于熱紅外的高壓開關柜溫度測量采用紅外溫度測量槍、紅外成像儀、紫外成像儀等熱傳感器設備進行非接觸式溫度測量。其優(yōu)點是測量范圍大，精度高，可靠性好，但設備昂貴，需要大量人力定期檢查，無法實現(xiàn)溫度的實時在線監(jiān)測。

此外，由于高壓開關柜內部件處于高壓、強磁場、封閉的運行環(huán)境中，溫度石蠟片、熱紅外溫度測量等傳統(tǒng)溫度測量方法無法實現(xiàn)柜內部件的溫度測量。目前，基于無線溫度傳感技術的高壓供電設備的實時溫度監(jiān)測是克服上述問題的理想解決方案。

圖2　開關柜無線測溫

2高壓柜內靜觸頭、高壓斷路器動觸頭測溫

在高壓電氣設備中，靜觸頭和斷路器的主要功能是實現(xiàn)分離、關閉和開關。因此，為了確保高壓電氣設備的可靠工作，應進行溫度測量。隨著電力電子技術的不斷發(fā)展和應用領域在各行各業(yè)得到廣泛應用，電子設備所需的電壓升高量也在翻倍，需要電氣

只有設備能夠保持正常的絕緣使用壽命，才能安全高效地運行和使用。因此，高壓開關柜上的靜觸頭和斷路器對結構、尺寸和保護有更高的要求，其測溫是對其進行全面、全面的測控。

圖3　高壓斷路器動觸頭，母排無線溫度傳感器

六安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

1概述

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測，防止氧化、松動、灰塵等因素導致接觸電阻過大，提高設備安全，及時、持續(xù)、準確地反映設備運行狀態(tài)，降低設備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)測系統(tǒng)通過RS485總線或以太網與間隔層的設備直接通信，系統(tǒng)設計遵循國際標準-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)則大大提高了安全性、可靠性和開放性。該系統(tǒng)具有遙信、遙控、遙控、遙控、遙控、事件報警、曲線、棒圖、報告和用戶管理功能，可監(jiān)控無線溫度測量系統(tǒng)的設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)快速報警響應，防止嚴重故障。

2應用場所

適用于電力物聯(lián)網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫(yī)院、機場、電廠、煤礦等電力設備的溫度監(jiān)測。

3系統(tǒng)結構