摘要：隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，變電站也得到了廣泛地應(yīng)用,為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠運(yùn)行創(chuàng)造條件。而在智能化高壓開關(guān)柜中對實(shí)時性和可靠性要求較高。基于此，首先介紹了智能化變電站基本功能，接著講述了智能化變電站系統(tǒng)運(yùn)行基本要求，強(qiáng)調(diào)智能化變電站無線測溫技術(shù)的重要性，末尾講述了智能化變電站10kV高壓開關(guān)柜無線測溫實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:智能變電站；高壓開關(guān)柜；測溫

一、引言

前我國電力系統(tǒng)正向著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動化水平方向迅猛發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行自動化、智能化的監(jiān)控水平已成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。高壓配電開關(guān)柜是配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，承擔(dān)著開斷和關(guān)合電力線路等重要作用，但在長期運(yùn)行過程中，開關(guān)的觸點(diǎn)、母線及出線連接等部位因氧化腐蝕或因緊固螺栓松動等原因至使接觸電阻變大，在高負(fù)荷運(yùn)行情況下，連接點(diǎn)發(fā)熱并形成惡性循環(huán)，且發(fā)熱點(diǎn)溫度無法監(jiān)測，導(dǎo)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(guān)柜連接點(diǎn)的溫度變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測及預(yù)警是非常必要的。

二、智能化變電站簡介

1、智能化變電站主要特點(diǎn)

智能化變電站主要有以下特點(diǎn)：

（1）操作方便。

在運(yùn)行環(huán)境下，當(dāng)設(shè)備的某一參數(shù)發(fā)生了變化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作狀態(tài)都會發(fā)生變化。例如溫度升高、電流變大等情況。同時也可以通過改變電路中元件的選型來調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，從而對整個電力網(wǎng)進(jìn)行調(diào)控和管理，這樣所導(dǎo)致的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)變電站更快而且更加靈敏準(zhǔn)確。

（2）靈活性強(qiáng)。

在設(shè)備運(yùn)行時，當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生突發(fā)狀況時智能化變電站就可以通過對內(nèi)部故障進(jìn)行分析和診斷，并及時采取有效的措施解決問題。

（3）自動化程度高。

在設(shè)備運(yùn)行中如果有突發(fā)問題發(fā)生時，個系統(tǒng)都會被保護(hù)裝置自動斷開、切斷等操作以避免造成人員損傷或事故。同時也能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控整個系統(tǒng)工作狀態(tài)及溫度變化過程等功能都是這樣所導(dǎo)致得反應(yīng)速度更快準(zhǔn)確度更高且更加靈敏性更強(qiáng)。

圖1　智能變電站結(jié)構(gòu)示意圖

三、智能化變電站無線測溫的必要性

在變電站的運(yùn)行過程中，開關(guān)柜和變壓器是一個重 要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)也變得越來越 復(fù)雜。傳統(tǒng)的定、壓接觸器式測溫儀表由于體積大、精度低等缺陷一直未能得到很好解決。而智能化儀器設(shè)備具有較高測量速度以及較大范圍度地采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行處理與顯示功能。同時它還可以根據(jù)不同條件下對變 電站內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)變化做出快速響應(yīng)，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行要求變電站的絕緣材料。在發(fā)展過程中，隨著技術(shù)進(jìn)步以及市場需求，其性能也不斷提高。其中開關(guān)柜、變壓器和終端等設(shè)備是一個重要組成部分。為保證供電安全、穩(wěn)定，有必要對開關(guān)柜、變壓器等重要部分進(jìn)行測溫。

四、智能化變電站10kV高壓開關(guān)柜無線測溫應(yīng)用

1、高壓開關(guān)柜在線測溫方法分析

（1）蠟片測溫法

石蠟片的顏色會隨溫度的變化而變化，因此，可利用石蠟片來測量高壓開關(guān)柜的溫度。具體方法是，將石蠟片粘貼于設(shè)備連接部位，根據(jù)其顏色來判斷被測溫度，這種方法由于原理簡單、成本低廉而獲得廣泛應(yīng)用。但其需要憑個人經(jīng)驗(yàn)來判斷溫度，因而準(zhǔn)確率和可靠性比較低，另外也不能進(jìn)行定量測量和實(shí)時在線監(jiān)測。而且，對高壓開關(guān)觸點(diǎn)、電纜接頭等易發(fā)熱部位因?yàn)樵谶\(yùn)行時幾乎看不見而無法測量。

（2）熱紅外測溫技術(shù)

基于熱紅外的高壓開關(guān)柜測溫是利用紅外測溫槍、紅外成像儀及紫外成像儀等熱感應(yīng)設(shè)備進(jìn)行非接觸式測溫。其優(yōu)點(diǎn)是測量范圍大，準(zhǔn)確度較高，可靠性較好，但是設(shè)備儀器昂貴，且需大量人力進(jìn)行定期巡測，無法實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時在線監(jiān)測。

另外，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部件處于高電壓、強(qiáng)磁場及密閉的運(yùn)行環(huán)境中，測溫石蠟片、熱紅外測溫等常規(guī)的測溫方式已無法實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)部件溫度測量。目前，基于無線溫度傳感技術(shù)的高壓供電設(shè)備溫度實(shí)時監(jiān)測是克服上述問題的一個比較理想的解決方案。

圖2　開關(guān)柜無線測溫

2、高壓柜內(nèi)靜觸頭和高壓斷路器動觸頭測溫

在高壓電氣設(shè)備中，靜觸頭和斷路器的主要作用是實(shí)現(xiàn)分、合，閘。因此為了保證高壓用電設(shè)備可靠工作就對其進(jìn)行測溫。

圖3　高壓斷路器動觸頭、母排無線溫度傳感器

五、安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

1、概述

電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸 電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進(jìn)行通訊，系統(tǒng)設(shè)計遵循國際標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，安全性、可靠性和開放性都得到了較大地提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

2、應(yīng)用場所

適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4、系統(tǒng)功能

測溫系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運(yùn)行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：

1. 溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點(diǎn)的實(shí)時值，也可實(shí)現(xiàn)電腦WEB/手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)。

1. 溫度曲線：查看每個測溫點(diǎn)的溫度趨勢曲線。

1. 運(yùn)行報表：查詢及打印各測溫點(diǎn)時間的溫度數(shù)據(jù)。

1. 實(shí)時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。

1. 歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。

5、系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。

六、結(jié)語

綜上所述，主要研究了變電站10kV高壓開關(guān)柜無線測溫的技術(shù)。通過對智能化變電站系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，分析了影響其溫度變化原因，闡述了無線測溫的重要性，并列舉了無線測溫技術(shù)在智能變電站中的實(shí)際應(yīng)用。相信無線測溫技術(shù)在未來得到更廣泛應(yīng)用。