智能化变电站10kV高压开关柜无线测温技术

智能化变电站10kV高压开关柜无线测温技术

孟凡非 衣陈晨 韩伟

江苏大全凯帆电器有限公司 江苏镇江 212200

摘要：随着智能电网的建设，变电站也得到了广泛地应用，为电力系统提供稳定、可靠运行创造条件。而在智能化高压开关柜中对实时性和可靠性要求较高。基于此，首先介绍了智能化变电站基本功能，接着讲述了智能化变电站系统运行基本要求，强调智能化变电站无线测温技术的重要性，最后讲述了智能化变电站10kV高压开关柜无线测温实际应用。

关键词：智能变电站；高压开关柜；测温

前言：如今，随着社会经济的不断向前发展，我国电力系统也逐渐朝着高自动化、可靠性及大电网等方向飞速发展，在我国电力系统发展中，我们需要考虑的一个关键性问题就是电网运行的智能化与自动化监控水平。作为配电系统中的主要设备，高压配电开关柜肩负着对电力线路的关合与开断责任，长时间运行中，由于氧化腐蚀或紧固螺栓松动，开关、母线和出线连接的接触电阻增加，在高负荷运行下，连接点发热并形成恶性循环，无法监测加热点的温度，使连接点温度过高甚至烧坏，导致停电事故。所以，十分有必要监测和已经高压开关柜的连接点温度变化。

1智能化变电站简介

1.1智能化变电站变压器基本概念

智能化变电站变压器的工作方式是将模拟量变换成数字量，再通过数字电度表对其进行显示与控制，这样就实现了变电站内用高压绕组中所需转换电压、高电流和大电流运行等功能。同时还可以根据需要在高压柜上安装相应保护装置。随着我国电网发展越来越进步及科技水平提高速度很快的今天，智能化变电站变压器已经成为我们国家现代化建设不可或缺组成部分之一。

1.2智能化变电站主要特点

智能化变电站主要有以下特点：（1）操作方便。在运行环境下，当设备的某一参数发生了变化，其内部结构及工作状态都会发生变化。例如温度升高、电流增大等情况。同时也可以通过改变电路中元件的选型来调节系统参数，从而对整个电力网进行调控和管理，这样所导致的反应速度比传统变电站更快而且更加灵敏准确。（1）灵活性强。在设备运行时，当出现故障或发生突发状况时智能化变电站就可以通过对内部故障进行分析和诊断，并及时采取有效的措施解决问题。（3）自动化程度高。在设备运行中如果有突发问题发生时，整个系统都会被保护装置自动断开、切断等操作以避免造成人员损伤或事故。同时也能够实现远程监控整个系统工作状态及温度变化过程等功能都是这样所导致得反应速度更快准确度更高且更加灵敏性更强。

1.3变压器测温理论基础

变压器的温度是其最基本、最为重要和最直接影响到变电站运行安全与稳定，所以，必须可靠准确地测量。我们可以通过测温来判断该变压器是否处于正常工作状态或发生故障状况等问题。测温的原理为：变压器在工作过程中绕组升温，该部分热量传递到浸没的油中，使油温上升，通过在有中放置温度计，检测油温变化来检测变压器实际工作状态是否正常。

2智能化变电站10kV高压开关柜无线测温技术

2.1智能化变电站在线测温影响因素

（1）主变压器。其主要功能是将电能传输到不同电压等级。对于大型电力系统而言一般都设置专门配电室来负责对电网进行升压和降负荷。而小型发电厂则通常也需要配置专用设备以保障正常供电需求以及降低成本等要求，在变电站中安装相应数量不一样类型的测温模块可以有效地提高测量精度与可靠性。（2）母线。母线上的电压、电流等参数都会对变电站中测温模块产生影响，其中，主变压器是主要设备之一。而母线则在整个系统中是不可或缺的部分。（3）电缆导体。其不仅能将电能通过时效性较差地区配电线送至用户或者直接传输到通信终端或进行远距离传送电力信号等功能外还能够实现信息交换和数据共享等作用。因此我们可以认为智能化变电站中测温模块、控制与保护都需要有相应的技术支持而在这些模块中，电缆的连接方式也同样需要有相应技术支持，同时还应该具有良好耐压性、抗震性能等。

2.2智能化变电站无线测温原理

（1）工作原理：以无线测温技术为核心的高压开关设备温度监测系统，首先，通过无线温度传感器感测设备的表面温度，然后将温度信号与各种电磁波一起传输到无线温度监测仪器，之后无线温度监测器通过网络与中央监测计算机连接，进行无线温度测量。

（2）无线温度传感器的优点：无线温度传感器相比于传统的高压设备温度测量技术，其存在显著的优势：

高安全性：其利用先进的数字温度传感器，避免电场、磁场干扰到传感器输出的模拟信号。

高可靠性：通过应用先进的扩频通讯、数据纠错和自适应调频技术，提升了无线数据传输的可靠性。且无线射频传感技术不会受震动、外界灰尘影响，可精准的测量温度。

智能化水平佳：正常模式下，每隔几分钟收集一次温度值，并向监控中心传送，若出现突发事件，当温度快速上升或达到报警阈值时，温度测量节点将进入快速响应状态，并以秒为间隔对温度进行持续收集然后发送报警，这样可及时、有效的监测到温升事故。

（3）便于安装：无线温度传感器体积小，无接线，易安装在安装空间有限的测试点上，如开关触点、电缆接头。

（4）免调试：一通电便就可应用，不用调试，可适用于停电时间短、安装工期紧的改造项目之中。

3智能化变电站10kV高压开关柜无线测温应用

3.1高压开关柜在线测温方法

（1）蜡片测温法

在温度改变下，石腊片颜色也会产生变化，为此，石腊片可测量高压开关柜温度。方式：设备连接位置粘贴石腊片，通过颜色判断测温，因原理简单、成本低被普遍应用。若只凭个人经验去判断温度，可靠性、精准度会降低，且也无法实现定量测量和实时在线监测。且也无法有效测量高压开关触点、电缆接头及他易发热零部件，主要是因他们在操作中基本被忽视。

（2）热红外测温技术

基于热红外的高压开关柜的温度测量是通过使用红外温度枪、红外成像仪器和紫外成像仪器等热感设备实时非接触式温度测量来实现的。其显著优势是有较大的测量范围、精准性高、可靠性佳，然而，设备仪器价格较高，并需很多人力开展定期巡测，保证不了温度的实时在线监测。

此外，因高压开关柜内部元件的高压、强磁场和封闭的工作环境，传统的温度测量方法，如石蜡和热红外温度测量等，不能对柜内元件的温度进行有效测量。如今，解决上述问题的一个理想的方式就是基于无线温度传感技术的高压供电设备实时温度监测。

3.2高压柜内静触头和高压断路器动触头测温

在高压电气设备中，静触头和断路器的主要作用是实现分、合，闸。因此为了保证高压用电设备可靠工作就必须对其进行测温。随着电力电子技术不断发展及应用领域越来越宽泛到各行各业之中后被广泛采用，而电子设备所需承受电压升高量也在成倍增长着且要求电气设备能够绝缘正常的使用寿命才能让它安全、高效运行使用，所以高压开关柜上的静触头和断路器在结构、尺寸及保护方面就有了更高的要求，其测温就是要对其进行全方位综合测控。

图1 高压断路器动触头、母排无线温度传感器

结束语：

概而言之，通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，主要研究了变电站10kV高压开关柜无线测温的技术。通过对智能化变电站系统进行设计，分析了影响其温度变化原因，阐述了无线测温的重要性，并列举了无线测温技术在智能变电站中的实际应用。相信无线测温技术在未来得到更广泛应用。

参考文献：

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