摘要：隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)，變電站也得到了廣泛的應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行創(chuàng)造了條件。在智能高壓開關(guān)柜中，實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高。在此基礎(chǔ)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(yùn)行的基本要求，強(qiáng)調(diào)了智能變電站無線溫度測(cè)量技術(shù)的重要性，最后介紹了智能變電站10kV高壓開關(guān)柜無線溫度測(cè)量的實(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

過去，我國(guó)電力系統(tǒng)正朝著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。電網(wǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化和智能監(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，在開關(guān)和關(guān)閉電力線路方面發(fā)揮著重要作用。但在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，由于氧化腐蝕或緊固螺栓松動(dòng)，接觸電阻增大，連接點(diǎn)加熱，形成惡性循環(huán)，加熱點(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)和預(yù)警是非常重要的必要的。

二智能變電站簡(jiǎn)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(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后通過數(shù)字電表進(jìn)行顯示和控制，實(shí)現(xiàn)變電站高壓繞組中所需的轉(zhuǎn)換電壓、高電流和大電流運(yùn)行功能。同時(shí)，高壓柜可根據(jù)需要安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置。隨著我國(guó)電網(wǎng)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(guó)現(xiàn)代化建設(shè)bu可que少的組成部分之一。

2智能變電站的主要特點(diǎn)

智能變電站主要具有以下特點(diǎn):(1)操作方便。在運(yùn)行環(huán)境中，當(dāng)設(shè)備的某個(gè)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化。例如，溫度升高和電流增大。同時(shí)，系統(tǒng)參數(shù)也可以通過改變電路中元件的選擇來調(diào)節(jié)，從而對(duì)整個(gè)電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和管理，導(dǎo)致的反應(yīng)速度比傳統(tǒng)變電站更快、更靈敏、更準(zhǔn)確。(1)靈活性強(qiáng)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)故障或突發(fā)情況時(shí)，智能變電站可以通過分析診斷內(nèi)部故障，及時(shí)采取有效措施解決問題。(3)自動(dòng)化程度高。如果設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)突發(fā)問題，保護(hù)裝置會(huì)自動(dòng)切斷系統(tǒng)，避免人員損壞或事故。同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)和溫度變化過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控，導(dǎo)致反應(yīng)速度更快、更準(zhǔn)確、更靈敏。

圖1　智能變電站結(jié)構(gòu)示意圖

3變壓器測(cè)溫理論基礎(chǔ)基礎(chǔ)

變壓器的溫度是其基本、重要和直接影響變電站運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性，因此需要可靠和準(zhǔn)確的測(cè)量。我們可以通過溫度測(cè)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(cè)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(jì)，檢測(cè)油溫變化，檢測(cè)變壓器的實(shí)際工作狀態(tài)是否正常。

三智能變電站運(yùn)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(nèi)綜合管理、繼電保護(hù)、運(yùn)行控制等。

2智能變電站的性能指標(biāo)

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

3智能變電站設(shè)備可靠性要求

在智能變電站中，由于其可定制、設(shè)備精度高、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。

4智能變電站無線測(cè)溫的必要性

在變電站運(yùn)行過程中，開關(guān)柜和變壓器是重要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，其結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜。由于體積大、精度低等缺陷，傳統(tǒng)的定壓接觸器測(cè)溫儀沒有得到很好的解決。智能儀器設(shè)備具有較高的測(cè)量速度和較大范圍的現(xiàn)場(chǎng)信息采集和處理和顯示功能。同時(shí)，可根據(jù)不同條件快速響應(yīng)變電站的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)變化，滿足電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的要求。在發(fā)展過程中，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)需求，其性能也在不斷提高。開關(guān)柜、變壓器、終端等設(shè)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(cè)量開關(guān)柜、變壓器等重要部件的溫度。

四智能變電站10kV高壓開關(guān)柜無線測(cè)溫應(yīng)用技術(shù)研究

1智能化變電站在線測(cè)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(guān)柜和母線的溫度。

2智能化變電站無線測(cè)溫原理

（1）高壓開關(guān)柜無線溫度傳感器的工作原理：基于無線溫度測(cè)量技術(shù)的高壓開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先通過無線溫度傳感器感知設(shè)備表面溫度，然后通過電磁波將溫度信號(hào)傳輸?shù)綗o線溫度監(jiān)測(cè)儀，然后通過網(wǎng)絡(luò)將無線溫度監(jiān)測(cè)儀連接到中央監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)無線溫度測(cè)量。

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

高安全性：采用先進(jìn)的數(shù)字溫度傳感器，避免傳感器輸出模擬信號(hào)的傳輸受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的干擾。

高可靠性：采用先進(jìn)的擴(kuò)頻通信、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)和自適應(yīng)調(diào)頻技術(shù)，有效保證了數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)目煽啃浴４送猓瑹o線射頻傳感技術(shù)不受振動(dòng)和外部灰塵的影響，溫度測(cè)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?shù)奖O(jiān)控中心。當(dāng)突發(fā)事件導(dǎo)致溫度升高到報(bào)警閾值或溫度升高速度加快時(shí)，溫度測(cè)量節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入快速反應(yīng)狀態(tài)，持續(xù)以秒為間隔收集溫度并傳輸報(bào)警，避免錯(cuò)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(guān)接頭、電纜接頭等安裝空間狹小的測(cè)量點(diǎn)上。

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

五智能變電站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)隨著溫度的變化而變化。因此，高壓開關(guān)柜的溫度可以用石蠟片來測(cè)量。具體方法是將石蠟片粘貼在設(shè)備的連接部位，根據(jù)其顏色判斷被測(cè)溫度。該方法因其原理簡(jiǎn)單、成本低而得到廣泛應(yīng)用。但需要根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來判斷溫度，因此準(zhǔn)確性和可靠性相對(duì)較低，無法進(jìn)行定量測(cè)量和實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。此外，高壓開關(guān)接頭、電纜接頭等容易發(fā)熱的部位在運(yùn)行過程中幾乎看不見，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)柜溫度測(cè)量采用紅外溫度測(cè)量槍、紅外成像儀、紫外成像儀等熱傳感器設(shè)備進(jìn)行非接觸式溫度測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量范圍大，精度高，可靠性好，但設(shè)備昂貴，需要大量人力定期檢查，無法實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

此外，由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部件處于高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)、封閉的運(yùn)行環(huán)境中，溫度石蠟片、熱紅外溫度測(cè)量等傳統(tǒng)溫度測(cè)量方法無法實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)部件的溫度測(cè)量。目前，基于無線溫度傳感技術(shù)的高壓供電設(shè)備的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)是克服上述問題的理想解決方案。

圖2　開關(guān)柜無線測(cè)溫

2高壓柜內(nèi)靜觸頭、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功能是實(shí)現(xiàn)分離、關(guān)閉和開關(guān)。因此，為了確保高壓電氣設(shè)備的可靠工作，應(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)量。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，電子設(shè)備所需的電壓升高量也在翻倍，需要電氣

只有設(shè)備能夠保持正常的絕緣使用壽命，才能安全高效地運(yùn)行和使用。因此，高壓開關(guān)柜上的靜觸頭和斷路器對(duì)結(jié)構(gòu)、尺寸和保護(hù)有更高的要求，其測(cè)溫是對(duì)其進(jìn)行全面、全面的測(cè)控。

圖3　高壓斷路器動(dòng)觸頭，母排無線溫度傳感器

六安科瑞溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

1概述

電氣接觸在線溫度測(cè)量裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關(guān)、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)，防止氧化、松動(dòng)、灰塵等因素導(dǎo)致接觸電阻過大，提高設(shè)備安全，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確地反映設(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)測(cè)系統(tǒng)通過RS485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接通信，系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)-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(bào)警、曲線、棒圖、報(bào)告和用戶管理功能，可監(jiān)控?zé)o線溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警響應(yīng)，防止嚴(yán)重故障。

2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、電廠、煤礦等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4系統(tǒng)功能

溫度測(cè)量系統(tǒng)主機(jī)Acrel-2000T安裝在值班監(jiān)控室，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中所有開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行溫度狀態(tài)。該系統(tǒng)具有以下主要功能：

溫度顯示；溫度曲線；操作報(bào)告；實(shí)時(shí)報(bào)警；歷史事件查詢

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、通信層的邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和站控層的溫度測(cè)量系統(tǒng)主機(jī)組成，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部件的溫度在線監(jiān)測(cè)。

七結(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。

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