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電力設備溫度在線監測新技術介紹

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2016/6/17     瀏覽次數:    

電力設備溫度在線監測新技術介紹

       常用溫度在線監測相關產品存在的不足,急需溫度在線監測的電力設備及其部位,溫度在線監測的兩種方式,溫度在線監測裝置的技術關鍵,WD/N型無線無源測溫系統,應用WD/N型無線無源測溫系統的技術解決方案。

1.常用溫度在線監測相關產品存在的不足

        1.1干式變壓器繞組溫度在線監測用溫控器

        溫控器采用鉑電阻作傳感器,由于它無絕緣,進行耐壓試驗時必須將傳感器與溫控器分離,而實際運行中的過電壓常損壞溫控器;它的引線耐熱不能滿足干式變二次側短路時,動熱穩定350℃高溫要求,傳感器常燒壞。

       1.2電力變壓器油溫在線監測的壓力式帶電阻式溫度計

       該溫度計采用鉑電阻作傳感器,由于其自身電阻值太小,受引線電阻影響較大。特別是引線中多個接線端子接頭電阻在運行中因氧化、松動、檢修等引起變化是無法進行溫度補償的。所以普遍存在顯示油溫值與實際油溫偏差過大的通病,影響顯示溫度值的可信度,又沒有多部位油溫監測,急需替代產品。

2.急需溫度在線監測的電力設備及其部位

       2.1中壓開關設備

       中壓開關設備除老設備外,多數是封閉式結構,還帶防誤閉鎖。運行時不能打開遮擋紅外輻射的門或蓋板進行紅外檢測。設備內部導電的接頭和插頭在運行、動作過程會因電磨損、機械操作和短路電動力引起機械振動等原因使接觸電阻增加,引起溫度升高,加劇接觸表面氧化,造成設備重大故障。開關設備最經常發生故障的是手車觸頭和進出線端電纜連接處。

       2.2干式變壓器中壓繞組

       隨著電力設備發展,出現110kV高電壓干式電力變壓器和鐵路系統專用的干式變壓器。其二次側為6~10kV等級,還有一些二次側電壓高于660V的特殊干式變壓器,對它們二次繞組溫度監測還尚無可靠的在線監測產品。

      2.3柱上變壓器(公用變)低壓出線端

      公用變受戶外環境影響,二次側多數無保護,常出現燒毀事故。據統計,主要原因是出線端過熱引起的。《電力變壓器運行規程》中第5.1.4條變壓器日常巡視檢查內容中規定,其引線接頭、電纜、母線應無發熱跡象。以往是通過人為目測、滴水、觀察套管是否漏油等辦法進行判斷。由于巡查工作量大,容易被忽視,造成公用變突發事故。當變壓器三相負載嚴重不平衡時,過大的中線電流經偏小的變壓器中線出線端,如果出線端接觸又不良,則容易因發熱被燒斷,導致大量家用電器損壞。因此急需對其進行溫度在線監測。

       2.4箱式變電站

       國內制造的箱式變是將相關設備組合在全封閉的箱體內,大多數未進行成套性設計、試驗。因封閉、甚至多重封閉,結果影響設備散熱。又由于設備降容幅度難以合理確定,均可能導致內部設備超溫。國家電力公司在箱式變電站招標書中要求變壓器、高低壓電器所有設備的運行溫度不超過其最高允許溫度。這就需要對它們進行溫度在線監測。目前箱式變一般僅對變壓器油溫進行檢測并隨其溫度變化自動投切通風機。由于沒有相應的產品配套,對變壓器出線端、低壓開關和高壓開關進出線端的溫度均沒有按要求進行溫度在線監測。

       2.5電纜的接頭和電纜終端與電器設備的連接處

       電纜的接頭處多為現場制作,如果制作、安裝不到位經運行容易發生電接觸問題而超溫。從表1中發現電纜長期允許溫度比電器外部導體連接端的最高允許溫度低15~40℃。由于兩者標準的差異,使得電纜經常承受電器高溫的危害,所以電纜與電器連接處成為薄弱環節,需重點防患。尤其需要對高壓開關柜的進出線端電纜連接處進行溫度在線監測。

3.溫度在線監測的兩種方式

        現有溫度在線監測方式主要有兩種:紅外輻射的非接觸式和采用熱敏器件的接觸式測溫。非接觸式紅外傳感器由于受環境、濕度、大氣壓的影響較大,紅外輻射受遮擋就無法準確測量,使用有很大局限性。而接觸式的傳感器直接與測溫點相接觸,受環境因素干擾小,可實現準確、快速溫度檢測。

       現有接觸方案的不足:采用熱電偶作傳感器時,由于熱電偶冷端不可能保持在0℃,在室溫下測定要加冷端補償。在實際測量中熱端與冷端間距較遠時,還需要采用補償導線。

       采用光纖傳感器,包括發射端、接收端、連接器和光纖。光纖傳感器如何安裝走線很成問題。光纖傳輸信號方案并不容易做到高低電位的完全隔離,當發射端安裝高壓端時,對地絕緣的問題也無法解決。

       采用電阻式傳感器直接接觸測量,在高電位用有線輸送信號,簡單運用空氣間隙隔離高低電位,通過紅外光電轉換傳輸溫度信號是一個不錯的辦法。但紅外發射、接收管外露,長期使用會落灰塵、污穢,使得信號傳輸的可靠性逐漸變差,影響測量值也是一個很難解決的問題。另外還必須進行現場專業安裝調試,使用的便利性上不理想。

4.溫度在線監測裝置的技術關鍵

       (1)在低壓系統檢測主要技術是解決溫度傳感器絕緣又導熱問題。在高壓系統檢測必須有效解決高電壓竄入低電壓系統的問題。因為感溫元件在高壓端,檢測處理的控制單元在低壓系統。所以技術核心是實現高壓端與低電壓系統的電位可靠隔離。

       (2)溫度傳感器(包括其引線)必須滿足高溫測量的穩定性和耐熱性要求。因為它除了承受異常超溫外,還必須耐受短路大電流的動、熱穩定電流沖擊時所產生的短時高溫而不被損壞。

       (3)測溫無補償才能達到測溫準確的要求。

5.WD/N型無線無源測溫系統

       WD/N型無線無源測溫系統是我司研發應用于簡單環境的溫度監測系統,針對高壓電力開關柜、變壓器等設備關鍵部位的溫度實現實時連續不間斷監測,并將數據實時上傳至數據中心,為集中監控、智能管理提供可靠平臺,為設備安全穩定運行提供有力的保證。其目的是實現遠程無人值守,集中監測,集中管理,提前發現異常,及時采取措施,預防重大事故的發生。WD/N型系統由無線無源溫度傳感器、數據采集器、采集器天線和系統監控軟件等四部分組成。

       產品可選擇應用場所:(1)開關柜斷路器觸點溫度在線監測及過熱預警(2)母線接點溫度在線監測及過熱預警(3)電纜接頭溫度在線監測及過熱預警(4)變壓器與母線連接點溫度在線監測及過熱預警(5)互感器與母線連接點溫度在線監測及過熱預警(6)避雷器與母線連接點溫度在線監測及過熱預警(7)輸電線路連接點溫度在線監測及過熱預警等。


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