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安科瑞变配电电气节点无线测温方案在某化工厂改造项目的应用

    一、概述

  1 电气节点测温的必要性:

  电力系统的一次系统一般由供电线路(包括架空线路和电缆)、变压器、母线、开关柜等电气设备组成。其相互之间存在大量的电气连接点,由于电流流过产生热量,所以几乎所有的电气故障都会导致故障点温度的变化。例如架空线路搭接点、电缆接头、电缆中间连接处、电缆敷设弯折处、高压电缆的局部放电、高压开关柜的动静触头及其他连接处、低压电气连接处等位置过热是大型事故的征兆,也是事故多发的重灾区。

  如果能够采用先进的技术手段,实现对各电气节点温度的安全、方便、实时和连续的测量,对超温故障进行报警和预警,指明故障位置,并且为故障分析提供详尽的历史数据。对于保证电气设备的安全可靠运行,尤其对于像冶金行业等大电流负荷用户具有重大意义。

  2 当前现状:

  多年来,由于技术水平的限制,虽然曾利用红外测温仪、红外成像仪、感温电缆、传统的点式测温系统希望解决上述问题,但都无法实现开关柜内如断路器、刀闸联接点和触头测温。目前,国内电力测温主要应用红外点测仪和光纤测温仪,而在线方式由于无法解决高压绝缘问题,所以高压开关的触点等空间有限的电气设备基本上都是处于完全无监控的状态下运行,存在重大安全隐患。

  近年来,无线测温系统开始出现。内置电池和无线发射模块的测温传感器安装于各测温点,由于体积小,且无需任何接线,其电气安全性得到保证。传感器周期性的将测温数据无线发送至接收单元,接收单元可联网将数据送至主站。以此实现一个区域系统的电气温度检测。

  无线测温系统的出现无疑对保证电气设备的安全可靠运行具有重大意义,但当前产品普遍存在以下问题:

  当前产品的接收单元一般安装于开关柜面板,接收本柜内的无线测温传感器的数据。本地显示比较直观方便,由于距离很短,对无线传输的距离要求较低,各个开关柜之间的无线数据干扰和冲突问题也可通过信道分配等方式避免。但存在的问题是改造现有变电站的开关柜将会带来很大的工作量:柜体面板需要开孔以安装接收单元,有些开关柜可能很难找到合适的开孔位置,接收单元需要连接电源线,接收单元和主站之间需要布设联网数据线等等。大量的改造工程需要较长的停电时间,这往往使得有些重要变电站的改造实际上无法进行。

  对于野外设备,现在有少量产品可用于变电站内的户外设备无线测温,但对于长距离线路的节点测温,因其存在电源和通信问题,尚未出现。

  3 本方案要实现的目标:

  总体目标:一体化满足变电站开关柜的实时测温需求,尽量减少投资,减少工程安装量,减少维护人工和费用。

  4 基本总体方案:

  为达成上述总体目标,综合分析,并经充分交流沟通后,基本确定以下基本总体方案:

  1) 对于变电站,采用先进的的集中数据接收和显示方案。一个集中式接收装置可以接收多达几十面开关柜,数百个测温点的无线数据,将无线测温传感器固定于测温点即可,整个改造工程量远小于现有产品,对无线测温系统的推广具有重大现实意义。集中式接收装置功能强大,显示直观,可通过485通讯和主站联网,对于无人值守站更加适合。

  2)变电站节点的测温数据全部发往主站,需要主站软件接收、显示和分析。除常规功能外,由于测温点较多,本项目需在人机界面上做出创新设计,实现观察直观方便,报警迅速,定位准确的要求。

  5 本方案的优点:

  无线测温系统是目前温度在线监测系统,解决了防污闪问题,可以长期免维护可靠运行,完全符合变电站及野外设备或线路无人值守的需求。无线测温系统通过对电气设备节点的温度连续监测,实现故障的早期报警,当发生故障时,提供及时报警并指明故障点位置,并提供故障分析的详尽监测数据。可以保证电气设备的安全可靠运行。

  对于变电站内电气设备的温度检测,采用集中接收和显示的方案,大量减少工程安装工作量,缩短安装时间,使得重要变电站的测温改造得以方便实现,对于新站的建设也具有同样的优势。

  本方案一体化满足了变电站开关柜节点的实时测温的需求,在减少投资,减少工程安装量,减少维护人工和费用方面优势明显。实施本项目,能够有效提升供电系统的安全可靠运行水平,减少停电故障,对于保证正常生产、减少事故造成的损失具有重大意义。

  二、系统方案

  1 项目概况

  本化工配电改造项目由1个10Kv开闭所、2个变配电所组成,其中1#变配电所含3个离心干燥车间,2#变配电所包含二甲酯配电系统、草甘膦配电系统和公共变配电系统。要求本工程采用智能配电网络,对电气运行设备进行全参数检测,所有带有通讯接口的电气设备均最终汇聚至后台监控电脑。10Kv开闭所每面高压开关柜的断路器上、下触头均需配备无线测温装置;低压配电室内每个抽屉内均需设置一个测温点(B相),通过本柜或邻柜汇集后通过网络传输至进线总柜上的主机,主机安装在进线柜面,收发器安装在出线柜后电缆室内。

  2 系统架构:

  10kV高压开关柜无线测温系统架构:

  低压系统无线测温系统架构:

  整个系统由10kV开闭所无线测温子系统、1#变配电所无线测温子系统、1#变配电所无线测温子系统、主站组成。

  3 无线测温方案配置

  3.1 10Kv开闭所无线测温方案拓扑图

  3.2 1#变配电所无线测温方案拓扑

  3.3 2#变配电所无线测温方案拓扑图

  4 安科瑞电气节点无线测温方案明细

    5 现场安装实例

  变电站开关柜无线测温子系统,采用集中显示装置接收和显示本开关柜室内所有测温节点的温度数据,开关柜免开孔、免布线,传感器易于安装,工程量小,停电时间短,特别适用于旧站升级改造

    作者简介:

    王伟,男,本科,安科瑞电气股份有限公司,主要研究方向为智能配电网供配电,手机:18860995193,QQ:2880956078
    邮箱:2880956078@qq.com 网站:www.jsacrel-jzzn.com
     

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