10kV高压开关柜电气设备在线测温系统应用研究

发表时间:2020/5/21   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:齐庆建
[导读] 摘要:近年以来,我国电力企业面临的挑战不断增加,究其原因是由于人们对于供电的可靠性要求大大提高。
        (瓯越电力科技有限公司  浙江省温州市  325600)
        摘要:近年以来,我国电力企业面临的挑战不断增加,究其原因是由于人们对于供电的可靠性要求大大提高。这就需要电力企业在电力技术研究方面要不断提高,电力企业也要做到与时俱进。在我国电力输送为了减小损耗都是采用高压输送的方式输送。在支持的输送的设备上,大部分使用的是高压开关柜, 最常见的就是10kV的开关柜。本文对10kV的高压开关柜在线测温系统的应用需求,及对开关柜等电气设备在线测温系统应用进行探究。
        关键词:10kV开关柜;测温系统;探究
        现如今随着时代的进步,我国在电力输送方面的需求日益增大,全国都在积极的扩充电网建设,用高压来传送电力。电网逐渐的走向了全智能的时代。在我国当前的情况,10kV高压开关柜的作用越来越重大。现如今,对于电站的一些设备上,在关键位置的的温度监测上根本无法实现全面自动化监测。一些检测装置过于落后,大多数装置都是定制的,在用途上十分的有限,也没有一个统一的规范要求,十分不便捷通用。在元件的替换上有较大的难度,为了更好的实现温度在线监测,就要结合实际设备进行检验分析,来完成全自动化温度监测系统。
        一、高压开关柜在线测温技术分析
        变电站设备的温度监测就是指设备对变电站的一些关键的部位的温度来进行监测。以达到了解设备在温度上的变化信息,并提前做好预警,来减少高压开关柜在运行过程中的事故[1]。所以实时在线测温可以达到两种目的,首先就是有效的监测温度,掌控设备的整个的运行状态,可以更好的提前做好应急处理预案,减少发生没必要的事故;其次就是可以实现在没有人员的情况下无人24小时不间断监控,减轻人员的消耗,从而使人力成本降到最低。高压开关柜在测温技术上具有世界的先进水平,可靠性也是比较高的。在开关柜内,需要装置保持长期运行的一个状态,对于系统和装置都要求更好的的兼容性,同时也要保持更有经济性。更好的方便在后期的进程[2]。以上这些方面都需要依托于测温环境,对测温的方式及时进行对照,分析整体的数据,寻求到适合现场环境的最佳测温的方式。选用无源无线这种测温技术,可以让整个设备的的各个重要位置在温度方面得到一个时刻监测,应用无线传感器可以让高低压电子元器件实现物理绝缘,很好的避免了电子元器件相互之间产生的电磁干扰。
        二、10kV开关柜无源无线测温系统整体分析
        整个系统拟定选用多变电站来解决应用问题,高压设备无源无线实时监测和预警系统的组成是由采集的设备和软件系统构成,整个系统引用树状的网络架构,以各个级别变电站的高压室为第一层,在高压室中每个开关柜内安装无源无线温度传感采集设备,有六个传感器和一个测温的终端机。六个传感器都安装在高压开关比较重要部位发热点的位置上,终端机则安放在开关柜的低压室中。变电站定为第二层,设置一个无线测温机在每个变电站上。通过收集采集终端机的所有数据通过网络发送给巡检中心。巡检中心定为第三层,在每个巡检中心都要安装一个监控服务器,以此来处理各种温度数据,如果有必要,各个巡检中心还可以把温度信号发送给电力公司的主服务器上。系统主服务器为第四层,可以准确的输送温度信息给后台工作人员,便于处理各种问题[3]。对于开关柜内电气设备无源无线测温系统主要达成了对温度的时刻跟踪,能够实现有效预警和报警的功效,更好的防患于未然。在第三和第四层可以充分的实现,对于高压开关柜的二十四小时的无死角监控,对于一些可能出现的问题可以及时的做出调整。还可以对一些数据进行保存,在以后一些领域作为参考依据。
        三、无源无线温度检监测的使用
        (一)应用思路
        首先整个系统是用温度传感器去收集一些有关设备的温度,接下来通过网络直接传输到系统内部核心部位上。在将些相关温度的实时数据采集完成后,系统经过计算对相关数据进行统计分析,按照各个部件的适应温度进行设置报警值,测温点一旦温度超出范围,系统直接进行报警。最后系统将内容传送给相关部门,相关部门根据系统传递给后台,计算机对结果进行综合分析,并且制定一套相关的措施,减少整个设备的故障和问题,提前预知设备的运行温度提高供电的可靠性。


        (二)安装工作
        变电站内一般有大约十台开关柜,本次设计的无线温度监测系统有两部分组成,第一部分为传感器,在每一个开关柜上预埋十个温度监测点,总共就有100个温度传感器,另一部分则是数据的检测设备,温度监测装置十八台、三台监测主机。将前期施工流程划分成几个步骤[4]。从前期的规划和准备工作到安装设备、调试设备、测试数据、到最后的整体的竣工的验收工作,都要明确相关的标准,以确保整体的安装完成。整体的施工流程:(1)首先组织相应施工人员,分配好每个人的工作内容,技术要求和工作职责与工作重点。(2)对于现场的勘探和查看,了解高压开关柜的整体情况,确认打孔的相关数据,位置,距离,走线。(3)确认温度传感器的整个安装具体位置,一共四个,在隔离刀闸上和电缆连接处各安装一个,断路器的进出线端分别安装一个。(4)开始安装传感器,首先把传感器用高级胶整体固定在母排上,两个多小时以后用绝缘带固定好,防止传感器脱落。(5)安装完工以后,对传感器进行全面校准测试,测试传感器的温度是否和实际相符。(6)开始布主缆,将检测主机电源线缆,信号线缆等进行串联最后并到主缆[5]。(7)对仪器的软件配置参数进行调试,对系统进行整体调试,进入试运行阶段,进行组织验收。
        四、效益分析
        对于无源无线测温系统整体投入的使用,可以对开关柜的温度,24小时不间断的实时监控,及时对数据进行发送,防止因设备温度过高造成开关零部件绝缘老化引起的事故。另外对于系统的报警功能,可以很好的起到预防作用,真正把事故隐患消灭在萌芽状态,避免所有一切不可估量的损失出现。同时该系统成功的将以往的被动的检修模式改为主动检修的模式。能更好的对设备检修提供有效的数据支持和准备。不断提升高压开关的安全运行的整体水平,增强供电的可靠性。目前供电公司已经开始了对一些变电站的开关柜进行24小时温度在线监控改造,对以后的设备检修提供了数据支持。从侧面减轻了运维人员的工作强度,提升了整体的运行效率。在整个系统投入运行之后,就可以减少人员的过度使用,解除了人员定期维护的这个流程。并且能时刻了解设备整体的运营状态和温度,超出预期变化实现立即预警。有效的减少了设备运行故障的发生和发生次数的增加,对电力高质量的运营提供有效的保障,为电力企业提供了可观的经济效益,维护了整个企业正常的运营状态[6]。如果在系统投入使用以后,一年减少两次停电维修,每次的检修实际按照八小时进行计算,一年就是十六小时。多出的十六小时可以多供出640KWh,每KWh按0.6元来算,则可以多出38.4万元,这仅仅是粗浅的计算带来的效益,还有其他一些隐形成果带来便捷的效益还没计算。
        结语
        文章通过对开关柜测温的传感技术,通信研究,供电等多个领域进行探究分析,确定采用无源无线在线监测系统,同时对开关柜内部相关构造进行探究,对测温方法进行全面的对比研究,对高压开关柜测温方法在现场进行安装与测试,试运行,实施效果达到预期,效果良好。可以为电力部门带来使用效果,并且带来好的经济效益和应用效益。
        参考文献
        [1]胡凯波,许林波,夏志凌.基于ZigBee技术高压开关柜温度在线监测系统研究[J].自动化与仪表,2020,35(02):100-103+108.
        [2]文昌斌,石强,郑凯新,吴永华,童华敏.基于EMD-BP模型的10 kV开关柜温度预测[J].通信电源技术,2020,37(01):73-75.
        [3]姜文苏.温度传感器无线传输装置的研制[J].煤矿机电,2019,40(06):93-95.
        [4]吴邵董,赏炜.高低压开关柜温度自动控制系统设计[J].自动化与仪器仪表,2019(10):63-65+69.
        [5]田庆书,姜莉,孟媛.温度在线监测技术在油田变电设备中的应用[J].油气田地面工程,2019,38(07):72-75.
        [6]葛雄峰,彭惠泽,于本成.电力设备的智能无线温度检测系统[J].电脑知识与技术,2019,15(19):235-236.
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