技术解决方案
1.需求分析
在电力系统中,高压开关、GIS(气体绝缘变电站)等高压电器和载流母线等电力设备在负载电流过大时会出现温升过高,能使相邻的带电部件性能劣化,甚至击穿,根据电力监督部门提供数据分析,全国电力单位每年因为高压开关、母线温度过高引发的重大事故上千起,给生产和经营造成巨大经济损失。通过监测母线接点、高压电缆接头、高压开关触点温度的运行情况,可有效防止高压输、变电故障的发生,为生产提供有效保障。
许多母线以及开关处于高电位。温度监测的方法,一种是在高压电接触表面涂一层颜色随温度变化的发光材料,通过观察其颜色变化来大致确定温度范围,这种方法准确度低、可靠性差,不能进行定量测量;另外一种方法是利用辐射特性的红外热像仪,准确度较高,但由于需要光学器件,在高压开关柜等特定场合使用不太方便,而且价格较高,推广应用有一定困难。更重要的是以上两种方式都需要人工进行巡查,不能实时获得温度数据,所获得的数据永远是滞后的,起不到温度实时报警功能。而有线通讯方式的电子仪表不符合电力高压环境测量仪表规范。
电力系统中的输配电压一般有10KV,35KV,110KV,220KV,500KV分为ABC三相,由于高电压设备温度的特殊性,以往有三种测量方法:
1.红外测温仪测温
2.接点处贴蜡片测温,
3.光纤通讯测温。
手持红外测温仪是由人每天数次去采集每次上百个点的温度,工作量大,精度低,甚至有些高压开关柜是封闭的,根本无法测到。蜡片测温是将蜡片贴在节点上,当温度过高时蜡片变色,需要人眼观察,也存在同样的问题。而光纤测温改进很多,测温点单片机将温度数字化后通过光纤传输至集中器,集中器连接到计算机系统,定时数据存储和超温报警。它的缺点在于光纤在运行几个月后会沉积灰尘等杂质,降低绝缘强度,反而给电力设备正常运行带来更大威胁。
鉴于以上分析,我公司创新的提出了电力无线测温的方法,并且由我主持自主研发了 “电力无线温度监控系统” ,成功解决了目前存在的上述问题,可在高压环境下准确测量温度,准确有效地实现了实时监控。
2.系统解决方案
根据高电压(6kV-500kV)作业环境下温度测量的特点,我公司推出工业无线温度监控系统,本方案特点是:温度传感器采用短程无线通讯将温度传输到无线集中器(也称汇聚终端),无线集中器再通过光纤通信、或GPRS通信等方式将温度数据传输到监控平台,从而实现温度的集中监控。
本技术方案能应用到常规变电站、综自站、箱式变及站外远距离线路电缆接头等各种形式,500KV及以下等各种电压等级。
无线测温终端由高能电池供电,减少高低压之间的电气联系,采用全数字方式工作,温度传感器附着在发热点上(高压母线或高压开关),并由一段数据线和无线数据变换器相连接(温度传感器和数据变换器一起称为无线测温终端),该终端附着在高压母线或高压开关上并长期工作在高压环境中。无线测温终端把温度信号通过无线的方式直接或经过无线中继站传送给无线汇聚终端,无线汇聚终端可以接收多个测温终端发送来的数据,
系统采用短程无线网络的方式,多个测温终端分布在无线汇聚终端的周围,在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。无线汇聚终端则安装在监控室,监控室计算机软件实时监控每个点温度的变化,实现足不出户掌握整个高压系统的发热状况,进而做出正确的决策。