高低壓成套開關(guān)設(shè)備智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

摘 要：本文分析了光纖測溫技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用及高低壓成套開關(guān)設(shè)備控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，希望能夠促進(jìn)我國智能化變電站的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高低壓成套開關(guān)設(shè)備；光纖測溫技術(shù)；智能化控制

一、光纖測溫技術(shù)診斷方法概述

光纖測溫技術(shù)可以對高低壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣元件實(shí)施全方位“零距離”的（溫度）監(jiān)測，包括對母排的監(jiān)測、對動(dòng)力電纜接頭的控制。另外，光纖測溫技術(shù)還具有較強(qiáng)的抗電磁干擾、防腐蝕等性能，尤其是在超強(qiáng)電壓以及強(qiáng)輻射的惡劣環(huán)境下，照樣可以保持連續(xù)測溫的優(yōu)異性能。

光纖測溫技術(shù)診斷方法的種類方法有很多，比較常用的診斷有以下幾種：

（1）溫差判斷法，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)發(fā)熱跡象，要依據(jù)理論的具體情況，對內(nèi)容進(jìn)行核對，并且要依據(jù)具體情況，展開再次測量，并且要對設(shè)備存在故障的原因，進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，待相關(guān)技術(shù)得到進(jìn)一步提升后，調(diào)整負(fù)荷率。

（2）同類對比法，如果電路的情況一樣，對比兩相、三相電流數(shù)值，若通過對比，無法找到數(shù)值異常情況，對于型號(hào)相同的設(shè)備來說，判斷應(yīng)當(dāng)通過升溫值進(jìn)行。

（3）熱譜圖分析法，系統(tǒng)中的設(shè)備類型相同時(shí)，在分析過程中，對設(shè)備的熱譜圖進(jìn)行對比，通過對比可以找到存在問題設(shè)備，從而采取合理的措施對存在問題的設(shè)備進(jìn)行處理，確保設(shè)備的合理運(yùn)行。

二、高低壓開關(guān)柜在線測溫的特點(diǎn)

（1）非接觸式的測溫技術(shù)在1高低壓開關(guān)柜在線測溫及控制系統(tǒng)中難以滿足要求。當(dāng)前在國內(nèi)電力輸配領(lǐng)域，應(yīng)用比較多的是XGN 型、KYN 及SF6型開關(guān)柜，設(shè)備內(nèi)部一般都包含著斷路器、CT、電纜頭以及隔離開關(guān)等一系列必備的電氣元部件。正是基于它們在電力系統(tǒng)中的重要程度，因此，為了防止相關(guān)設(shè)備可能因積污或受潮等因素引發(fā)污閃事故的出現(xiàn)，或防止、避免外界雜質(zhì)誤入其中造成電線短路等情況，通常都會(huì)在XGN 型開關(guān)柜內(nèi)部當(dāng)中的導(dǎo)電部位，進(jìn)行絕緣熱縮包封。但是，光纖測溫技術(shù)為非直接接觸式測溫，各種信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸很難有效實(shí)現(xiàn)，無法發(fā)揮出應(yīng)有（在全封閉式的金屬開關(guān)柜內(nèi)）的作用。

（2）在高低壓環(huán)境下以及開關(guān)柜內(nèi)部，對所裝設(shè)的測溫裝置設(shè)備必須進(jìn)行高低壓絕緣，要求高低壓開關(guān)柜在線測溫裝置及控制操作系統(tǒng)具有高效的工作性能，這是高低壓開關(guān)開關(guān)柜測溫技術(shù)應(yīng)用中需要重點(diǎn)解決的問題。

（3）在高低壓開關(guān)柜在線測溫裝置安裝設(shè)計(jì)中，測溫裝置設(shè)備不能影響到電壓開關(guān)柜原有電氣元件的基本工作性能。

（4）高低壓開關(guān)柜在線測溫技術(shù)設(shè)備的安裝及設(shè)置，要確保其能夠適應(yīng)開關(guān)柜內(nèi)部惡劣的工作環(huán)境。

三、光纖測溫技術(shù)在智能變電站中應(yīng)用的優(yōu)勢

光纖測溫優(yōu)勢與傳統(tǒng)測溫方法對比，具有的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）利用光纖測溫技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不接觸遠(yuǎn)程測量，可以在遠(yuǎn)離設(shè)備的基礎(chǔ)下完成相應(yīng)的測量工作。而傳統(tǒng)測量法采用的都為直接接觸方式，開展相應(yīng)的測量工作，工作的開展具有較高的危險(xiǎn)性，利用紅外線測溫技術(shù)，則能夠在特定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對變電設(shè)備遠(yuǎn)距離測溫，可以使測量人員的安全性得到進(jìn)一步保證，確保測量的安全性。

（2）光纖測溫技術(shù)更加快捷、方便。光纖測溫技術(shù)在具體應(yīng)用中，只需要通過光纖測溫儀就可以完成相應(yīng)的測量工作，并需要其它設(shè)備輔助，儀器少，攜帶方便，并且在掃描發(fā)熱設(shè)備過程中，能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測信息，檢測工作快捷、方便。

（3）光纖測溫技術(shù)與傳統(tǒng)測溫技術(shù)相比，功能更加齊全，并且新增加了成像和掃描儀等多項(xiàng)功能，通過這些功能，不僅使紅外測量結(jié)果更加直觀生動(dòng)，而且從測量結(jié)果的準(zhǔn)確性來看，精準(zhǔn)度也得到了進(jìn)一步提升。

（4）效率高，精度好

光纖測溫在掃描過程中即可實(shí)時(shí)得到準(zhǔn)確的設(shè)備溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，滿足了狀態(tài)監(jiān)測快速性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的要求。同時(shí)通過對歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的總結(jié)分析，針對不同情況進(jìn)行定性定量，可以使運(yùn)行人員實(shí)時(shí)的了解故障類型、嚴(yán)重程度，有效的提高了工作成效。

四、高低壓開關(guān)柜光纖溫度智能監(jiān)測控制系統(tǒng)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮實(shí)時(shí)監(jiān)測、故障診斷、安全、可靠等基本要求。高低壓開關(guān)柜光纖溫度智能監(jiān)測與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層。

應(yīng)用層包括開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、開關(guān)柜故障診斷預(yù)警、開關(guān)柜定檢管理、遠(yuǎn)程在線監(jiān)測、系統(tǒng)集成接口等部分，它的作用主要是為整個(gè)智能監(jiān)測控制系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)環(huán)境下提供開關(guān)柜監(jiān)測應(yīng)用服務(wù)；數(shù)據(jù)層主要包括現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)庫、開關(guān)柜內(nèi)部元件生命周期信息數(shù)據(jù)庫以及故障知識(shí)庫等，作用是采集數(shù)據(jù)融合、知識(shí)庫管理；傳輸層主要分為服務(wù)器端口和開關(guān)柜端口，分別包含數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、有線傳感網(wǎng)絡(luò)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)；感知層主要是用來實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)信息的感知與收集。

高低壓開關(guān)柜是發(fā)電廠、變電站工作過程中最為重要的電氣設(shè)備之一。

智能化控制系統(tǒng)監(jiān)控功能包含各測溫點(diǎn)平面圖的實(shí)時(shí)刷新、實(shí)時(shí)曲線顯示、系統(tǒng)故障診斷及實(shí)時(shí)報(bào)警顯示以及實(shí)時(shí)工作列表信息顯示。高低壓開關(guān)柜設(shè)備智能化控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測的程序流程如圖1 所示。

隨著科技的快速發(fā)展，在人們對變電站高低壓成套開關(guān)設(shè)備運(yùn)維提出了更高的要求。高低壓成套開關(guān)設(shè)備運(yùn)行受多方面因素的影響，運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。利用光纖測溫技術(shù)對變電運(yùn)維進(jìn)行檢測，可以為系統(tǒng)維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，從而提高高低壓成套開關(guān)設(shè)備智能化控制水平。我國電力事業(yè)目前正處于快速發(fā)展期，加強(qiáng)對光纖測溫技術(shù)的研究，對提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性來說意義重大。

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（作者單位：沈陽匯鼎潤達(dá)科技有限公司）