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淺談無線測溫系統在智能化變電站10kV高壓開關柜的應用

文章更新時間：2023-08-29　點擊量：620

摘要：隨著智能電網的建設，變電站也得到了廣泛的應用，為電力系統的穩定可靠運行創造了條件。在智能高壓開關柜中，實時性和可靠性要求較高。在此基礎上，首先介紹了智能變電站的基本功能，然后介紹了智能變電站系統運行的基本要求，強調了智能變電站無線溫度測量技術的重要性，最后介紹了智能變電站10kV高壓開關柜無線溫度測量的實際應用。

關鍵詞：智能變電站；高壓開關柜；測溫；

一引言

過去，我國電力系統正朝著大電網、高可靠性、高自動化的方向快速發展。電網運行的自動化和智能監控水平已成為我國電力系統發展的關鍵問題。高壓配電開關柜是配電系統中的重要設備，在開關和關閉電力線路方面發揮著重要作用。但在長期運行過程中，由于氧化腐蝕或緊固螺栓松動，接觸電阻增大，連接點加熱，形成惡性循環，加熱點溫度無法監測，導致連接部位溫度過高甚至燒毀，造成事故停電。因此，有必要對高壓開關柜連接點的溫度變化進行實時監測和預警。

二智能變電站簡介

1智能變電站變壓器的基本概念

智能變電站變壓器的工作模式是將模擬量轉換為數字量，然后通過數字電表進行顯示和控制，實現變電站高壓繞組中所需的轉換電壓、高電流和大電流運行功能。同時，高壓柜可根據需要安裝相應的保護裝置。隨著我國電網的發展和科技水平的快速提高，智能變電站變壓器已成為我國現代化建設不ke缺shao的組成部分之一。

2智能變電站的主要特點

智能變電站主要具有以下特點:(1)操作方便。在運行環境中，當設備的某個參數發生變化時，其內部結構和工作狀態就會發生變化。例如，溫度升高和電流增大。同時，系統參數也可以通過改變電路中元件的選擇來調節，從而對整個電網進行調節和管理，導致的反應速度比傳統變電站更快、更靈敏、更準確。(1)靈活性強。設備運行時，當出現故障或突發情況時，智能變電站可以通過分析診斷內部故障，及時采取有效措施解決問題。(3)自動化程度高。如果設備運行中出現突發問題，保護裝置會自動切斷系統，避免人員損壞或事故。同時還可以實現對整個系統工作狀態和溫度變化過程的遠程監控，導致反應速度更快、更準確、更靈敏。

圖1　智能變電站結構示意圖

3變壓器測溫理論基礎基礎

變壓器的溫度是其基本、重要和直接影響變電站運行的安全和穩定性，因此需要可靠和準確的測量。我們可以通過溫度測量來判斷變壓器是否處于正常工作狀態或故障狀態。溫度測量的原理是：變壓器在工作過程中繞組加熱，這部分熱量傳遞到浸泡的油中，使油溫升高，通過放置溫度計，檢測油溫變化，檢測變壓器的實際工作狀態是否正常。

三智能變電站10kV高壓開關柜無線測溫應用技術研究

1智能化變電站在線測溫影響因素

在智能變電站中，溫度測量的影響因素很多，包括主變壓器、高壓開關柜和母線的溫度。(1)主變壓器。它的主要功能是將電能傳輸到不同的電壓等級。對于大型電力系統，通常設置專門的配電室，負責電網的升壓和降低負荷。小型發電廠通常需要配備特殊的

為了保證正常的供電需求和降低成本，在變電站安裝相應數量的不同類型的溫度測量模塊可以有效地提高測量精度和可靠性。（2）母線。母線上的電壓、電流等參數會影響變電站的溫度測量模塊，其中主變壓器是主要設備之一。母線是整個系統中bu可que少的一部分。（3）電纜導體。它不僅可以通過及時性差地區的配電線將電能送到用戶或直接傳輸到通信終端或遠程傳輸電力信號，還可以實現信息交換和數據共享。因此，我們可以認為，智能變電站的溫度測量模塊、控制和保護需要相應的技術支持，在這些模塊中，電纜的連接方式也需要相應的技術支持，但也應具有良好的耐壓性和抗震性能。

2智能化變電站無線測溫原理

（1）高壓開關柜無線溫度傳感器的工作原理：基于無線溫度測量技術的高壓開關柜溫度監測系統首先通過無線溫度傳感器感知設備表面溫度，然后通過電磁波將溫度信號傳輸到無線溫度監測儀，然后通過網絡將無線溫度監測儀連接到中央監測計算機，實現無線溫度測量。

（2）無線溫度傳感器的優點：與傳統的高壓設備溫度測量技術相比，無線溫度傳感器具有以下優點。

高安全性：采用先進的數字溫度傳感器，避免傳感器輸出模擬信號的傳輸受到電場和磁場的干擾。

高可靠性：采用先進的擴頻通信、數據糾錯和自適應調頻技術，有效保證了數據無線傳輸的可靠性。此外，無線射頻傳感技術不受振動和外部灰塵的影響，溫度測量精度高。

智能化水平高:在常規模式下，溫度值每分鐘收集并傳輸到監控中心。當突發事件導致溫度升高到報警閾值或溫度升高速度加快時，溫度測量節點將進入快速反應狀態，持續以秒為間隔收集溫度并傳輸報警，避免錯過任何可能的溫升事故。

（3）安裝方便：無線溫度傳感器體積小，無接線，可輕松安裝在開關接頭、電纜接頭等安裝空間狹小的測量點上。

（4）免調試：無需調試即可使用，特別適用于停電時間短、安裝工期緊的改造工程。

四智能變電站10kV高壓開關柜無線測溫應用

1高壓開關柜在線測溫方法分析

（1）蠟片測溫法

石蠟片的顏色會隨著溫度的變化而變化。因此，高壓開關柜的溫度可以用石蠟片來測量。具體方法是將石蠟片粘貼在設備的連接部位，根據其顏色判斷被測溫度。該方法因其原理簡單、成本低而得到廣泛應用。但需要根據個人經驗來判斷溫度，因此準確性和可靠性相對較低，無法進行定量測量和實時在線監測。此外，高壓開關接頭、電纜接頭等容易發熱的部位在運行過程中幾乎看不見，無法測量。

（2）熱紅外測溫技術

基于熱紅外的高壓開關柜溫度測量采用紅外溫度測量槍、紅外成像儀、紫外成像儀等熱傳感器設備進行非接觸式溫度測量。其優點是測量范圍大，精度高，可靠性好，但設備昂貴，需要大量人力定期檢查，無法實現溫度的實時在線監測。

此外，由于高壓開關柜內部件處于高壓、強磁場、封閉的運行環境中，溫度石蠟片、熱紅外溫度測量等傳統溫度測量方法無法實現柜內部件的溫度測量。目前，基于無線溫度傳感技術的高壓供電設備的實時溫度監測是克服上述問題的理想解決方案。

圖2　開關柜無線測溫

2高壓柜內靜觸頭、高壓斷路器動觸頭測溫

在高壓電氣設備中，靜觸頭和斷路器的主要功能是實現分離、關閉和開關。因此，為了確保高壓電氣設備的可靠工作，應進行溫度測量。隨著電力電子技術的不斷發展和應用領域在各行各業得到廣泛應用，電子設備所需的電壓升高量也在翻倍，需要電氣

只有設備能夠保持正常的絕緣使用壽命，才能安全高效地運行和使用。因此，高壓開關柜上的靜觸頭和斷路器對結構、尺寸和保護有更高的要求，其測溫是對其進行全面、全面的測控。

圖3　高壓斷路器動觸頭，母排無線溫度傳感器

五安科瑞溫度在線監測系統解決方案

1概述

電氣接觸在線溫度測量裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭、斷路器接頭、閘門開關、高壓電纜中間頭、干變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止氧化、松動、灰塵等因素導致接觸電阻過大，提高設備安全，及時、持續、準確地反映設備運行狀態，降低設備事故率。

Acrel-2000T無線測溫監測系統通過RS485總線或以太網與間隔層的設備直接通信，系統設計遵循國際標準-RTU、Modbus-TCP等傳輸規則大大提高了安全性、可靠性和開放性。該系統具有遙信、遙控、遙控、遙控、遙控、事件報警、曲線、棒圖、報告和用戶管理功能，可監控無線溫度測量系統的設備運行狀態，實現快速報警響應，防止嚴重故障。

2應用場所

適用于電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等電力設備的溫度監測。

3系統結構