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(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高?；诖?，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(cè)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(cè)溫實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:智能變電站；高壓開關(guān)柜；測(cè)溫

一、引言

前我國(guó)電力系統(tǒng)正向著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動(dòng)化水平方向迅猛發(fā)展，電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化、智能化的監(jiān)控水平已成為我國(guó)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(zhǎng)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(dòng)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(cè)，導(dǎo)致連接部位溫度過高甚至燒毀，造成事故停電。因此，對(duì)高壓開關(guān)柜連接點(diǎn)的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警是非常必要的。

二、智能化變電站簡(jiǎn)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(huì)發(fā)生變化。例如溫度升高、電流變大等情況。同時(shí)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(duì)整個(gè)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(shí)，當(dāng)出現(xiàn)故障或發(fā)生突發(fā)狀況時(shí)智能化變電站就可以通過對(duì)內(nèi)部故障進(jìn)行分析和診斷，并及時(shí)采取有效的措施解決問題。

（3）自動(dòng)化程度高。

在設(shè)備運(yùn)行中如果有突發(fā)問題發(fā)生時(shí)，個(gè)系統(tǒng)都會(huì)被保護(hù)裝置自動(dòng)斷開、切斷等操作以避免造成人員損傷或事故。同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)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(cè)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(gè)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(cè)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(cè)量速度以及較大范圍度地采集現(xiàn)場(chǎng)信息并進(jìn)行處理與顯示功能。同時(shí)它還可以根據(jù)不同條件下對(duì)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(chǎng)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(gè)重要組成部分。為保證供電安全、穩(wěn)定，有必要對(duì)開關(guān)柜、變壓器等重要部分進(jìn)行測(cè)溫。

四、智能化變電站10kV高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫應(yīng)用

1、高壓開關(guān)柜在線測(cè)溫方法分析

（1）蠟片測(cè)溫法

石蠟片的顏色會(huì)隨溫度的變化而變化，因此，可利用石蠟片來測(cè)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(cè)溫度，這種方法由于原理簡(jiǎn)單、成本低廉而獲得廣泛應(yīng)用。但其需要憑個(gè)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(cè)量和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。而且，對(duì)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(shí)幾乎看不見而無法測(cè)量。

（2）熱紅外測(cè)溫技術(shù)

基于熱紅外的高壓開關(guān)柜測(cè)溫是利用紅外測(cè)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(cè)溫。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)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(cè)，無法實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

另外，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部件處于高電壓、強(qiáng)磁場(chǎng)及密閉的運(yùn)行環(huán)境中，測(cè)溫石蠟片、熱紅外測(cè)溫等常規(guī)的測(cè)溫方式已無法實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)部件溫度測(cè)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(shí)監(jiān)測(cè)是克服上述問題的一個(gè)比較理想的解決方案。

圖2　開關(guān)柜無線測(cè)溫

2、高壓柜內(nèi)靜觸頭和高壓斷路器動(dòng)觸頭測(cè)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(duì)其進(jìn)行測(cè)溫。

圖3　高壓斷路器動(dòng)觸頭、母排無線溫度傳感器

五、安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

1、概述

電氣接點(diǎn)在線測(cè)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(cè)，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動(dòng)、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(shí)、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(cè)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(jì)遵循國(guó)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(cè)、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，預(yù)防嚴(yán)重故障發(fā)生。

2、應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)、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(cè)。

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4、系統(tǒng)功能

測(cè)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(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)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(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度趨勢(shì)曲線。

1. 運(yùn)行報(bào)表：查詢及打印各測(cè)溫點(diǎn)時(shí)間的溫度數(shù)據(jù)。

1. 實(shí)時(shí)告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y(cè)溫點(diǎn)異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)語音報(bào)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(shí)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(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析等。

5、系統(tǒng)硬件配置

溫度在線監(jiān)測(cè)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(jì)算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測(cè)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(cè)。

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(cè)溫的技術(shù)。通過對(duì)智能化變電站系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析了影響其溫度變化原因，闡述了無線測(cè)溫的重要性，并列舉了無線測(cè)溫技術(shù)在智能變電站中的實(shí)際應(yīng)用。相信無線測(cè)溫技術(shù)在未來得到更廣泛應(yīng)用。