淺談高壓斷路器觸頭溫度在線檢測在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應用實現(xiàn)

蘇磊

摘 要：水電站高壓開關柜內(nèi)斷路器發(fā)生故障有相當部分與斷路器觸點過熱有關，溫度在線監(jiān)測可及早發(fā)現(xiàn)過熱現(xiàn)象防止事故發(fā)生。本文主要以水電站機組出口斷路器應溫度過高造成故障，通過對斷路器觸點裝設高壓斷路器觸頭溫度在線檢測儀，淺談其利用電站現(xiàn)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互的應用。它的應用實現(xiàn)有助于中控室值守人員實時監(jiān)視發(fā)電機出口高壓斷路器觸點溫度并在溫度過高時得到告警，提高發(fā)電設備運行的可靠性與安全性。

關鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)NC2000；通訊機CPM418；高壓斷路器；溫度在線檢測儀

1 前言

藤子溝電廠1號機組并網(wǎng)40分鐘后出現(xiàn)運行聲音異常，1號出口開關柜室傳來爆炸聲，同時事故停機動作。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)1號機組主變保護比率差動、差動速斷動作，1號機組發(fā)電機保護比率差動、速斷、非電量2保護動作，1號機組發(fā)電機后備保護過流I段保護動作，最大故障電流達到32kA，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)1號機出口開關柜C相斷路器動靜觸頭燒毀嚴重。由于在1號機組并網(wǎng)運行40分鐘內(nèi)未能及時發(fā)現(xiàn)斷路器溫度過高，導致斷路器觸頭大部分觸指及觸指彈簧均已燒毀成粉末狀，觸指和彈簧是在長時間的電流影響下灼燒成粉末狀且造成了觸頭盒炸裂，并把粉末噴射到了三相母排及鄰近柜壁上從而引起了B、C相相間短路，最終造成三相短路接地。

為準確及時監(jiān)視高壓斷路器運行時的溫度，防止因斷路器觸點溫度過高引發(fā)爆炸，特引入斷路器觸頭溫度在線檢測技術。在實際應用中通過裝設溫度檢測儀、與計算機監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)通訊傳送至上位機，用于人機交互，達到實時監(jiān)視、預警。

2 溫度在線監(jiān)測硬件實現(xiàn)

在測溫系統(tǒng)投運后對機組出口斷路器溫度進行了統(tǒng)計分析，使運行人員對各機組在不同負荷下的溫度判定有了數(shù)據(jù)支持，并以此作為機組安全可靠運行的依據(jù)，該套系統(tǒng)主要由斷路器溫度檢測儀、監(jiān)控系統(tǒng)通訊機CPM418、監(jiān)控系統(tǒng)上位機工作站3部分組成。

斷路器溫度檢測儀：由溫度測量、控制顯示終端兩部分組成。測量溫度后，將溫度數(shù)據(jù)通過紅外傳遞給控制顯示終端。溫度測量傳感器分別固定在斷路器六個動觸頭上、控制顯示終端安裝在開關柜內(nèi)金屬面板上。控制顯示終端接受溫度測量傳感器數(shù)據(jù)，并通過計算后通訊接口采用RS-485通訊線、modbus通訊協(xié)議實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元通訊管理機CPM418進行通訊。

監(jiān)控系統(tǒng)通訊機CPM418：利用電站現(xiàn)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)地控制單元中通訊管理機CPM418，負責接收控制顯示終端發(fā)送出的溫度數(shù)據(jù)，并通過機架總線與現(xiàn)地控制單元PLC進行通訊，把測溫數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)上位機數(shù)據(jù)庫服務器主機（main1、main2），通過南京南瑞公司的NC2000計算機監(jiān)控應用程序進行數(shù)據(jù)處理、傳輸。

監(jiān)控系統(tǒng)上位機工作站：通過接收監(jiān)控系統(tǒng)上位機數(shù)據(jù)庫服務器主機傳送的機組斷路器各觸點溫度數(shù)據(jù)，并在人機界面進行顯示，溫度過高告警。中控室運行值守人員根據(jù)實際情況采用相應的處置方法。

3 溫度在線監(jiān)測軟件實現(xiàn)

前期條件：硬件裝設完畢，高壓開柜內(nèi)斷路器溫度檢測儀工作正常，通訊接口參數(shù)按實際進行設置；電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)LCU工作正常，通訊管理機工作正常；計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機運行正常，監(jiān)控系統(tǒng)應用程序NC2000工作正常。通訊管理機編譯環(huán)境、組態(tài)軟件安裝完成。

程序編寫完成后將工程中的DLQCWdef.h和DLQCW.c文件拷貝回/home/nari/workroom/txt目錄下的相應文件夾下，并在其路徑下運行命令：make DLQCWdrv生成可執(zhí)行的二進制程序。并將通訊程序可執(zhí)行文件，需放置到SJ30的/home/nari/sbin目錄下，并運行命令：chmod 755 DLQCWdrv。在組態(tài)軟件中生成數(shù)據(jù)庫配置后，下載到SJ30上，然后登錄SJ30將至重新啟動，運行命令：reboot。修改計算機監(jiān)控系統(tǒng)NC2000數(shù)據(jù)庫配置文件（通過設置越復限告警）、生成斷路器溫度監(jiān)視畫面，并同步到其他工作站中。最終實現(xiàn)人機交互。

4 總結(jié)

本應用利用電站現(xiàn)有計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件條件，通過裝設斷路器溫度監(jiān)測儀，利用通訊技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及告警。中控室值守人員可實時監(jiān)測機組斷路器溫度，有利于提高值守人員對設備運行狀況了解程度，對設備異常運行狀況進行及時處理，提高設備運行穩(wěn)定性和降低設備損壞率。從經(jīng)濟角度看，利用現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)，可以減少設備采購，降低成本，對行業(yè)內(nèi)部、具有同類設備的廠站具有推廣意義。

參考文獻

[1]許一聲，顧霓鴻.高壓開關柜觸頭溫度在線檢測儀[J].電器工業(yè)，2006，41（1）：139-140.

[2]謝云敏.水電站計算機監(jiān)控技術[M].中國水利水電出版社，2006.

（作者單位：重慶鼎泰能源（集團）有限公司）