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技術(shù)知識
某橋水電站高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

發(fā)布時間:2022-11-12

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發(fā)布人:源創(chuàng)大白

本文對五一橋水電站高壓開關(guān)柜封閉設(shè)備系統(tǒng)的測溫系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。分析表明,五一橋水電站高壓開關(guān)柜內(nèi)測溫系統(tǒng)存在能效低、可靠性差等缺點。此外,在實際運(yùn)行過程中,多次出現(xiàn)測溫不準(zhǔn)確,運(yùn)行不可靠等情況。為此,筆者對五一橋水電站高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)提出了改造意見。通過合理選擇配置測溫系統(tǒng),利用無線測溫技術(shù)改進(jìn)原本不合理的測溫系統(tǒng)。


電力設(shè)備在正常工作時都會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象,高壓開關(guān)柜設(shè)備的連接處發(fā)熱現(xiàn)象會更加明顯,尤其在環(huán)境溫度升高的條件下,此種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重,長期如此會加速電力設(shè)備的老化速度,引起電力設(shè)備的絕緣性能和工作穩(wěn)定性下降,可能引起重大的電力事故,造成難以彌補(bǔ)的人員傷害或重大的經(jīng)濟(jì)損失。以往的電力設(shè)備的溫度檢測僅僅是靠工作人員定期完成的,費(fèi)時費(fèi)力,工作效率極低,利用紅外線測溫儀設(shè)備無法對正在運(yùn)行的封閉式高壓設(shè)備進(jìn)行溫度監(jiān)控,導(dǎo)致不能及時發(fā)現(xiàn)潛藏的隱患,有些電力設(shè)備的接頭位于隱蔽之處,不便觸及與測量,這又給運(yùn)行人員帶來了極大的不便。為了解決上述問題,電力設(shè)備的無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)在電站的運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生。

 

1溫度監(jiān)測必要性

 

水電站發(fā)生高壓設(shè)備因過熱而引起火災(zāi), 導(dǎo)致設(shè)備損壞而被迫停機(jī),短時間內(nèi)無法恢復(fù)生產(chǎn),從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。引起設(shè)備過熱和火災(zāi)發(fā)生的直接原因是接觸電阻過大,長期運(yùn)行造成的接觸面過熱、燒穿絕緣等。高壓開關(guān)柜通常要能承受高達(dá)到4000A的工作電流,設(shè)備在長期運(yùn)行過程中,開關(guān)的觸點和母線的連接點因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱并形成惡性循環(huán),開關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓,空間封閉狹小,無法進(jìn)行人工巡查測溫。傳統(tǒng)的測溫系統(tǒng)依靠運(yùn)行人員定期的監(jiān)測與測量才能得出,傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測耗費(fèi)大量的人力物力,由于人的局限性,所測得的數(shù)據(jù)存在不確定誤差,甚至?xí)霈F(xiàn)錯誤,而且潛在的故障威脅不能及時發(fā)現(xiàn)并作出應(yīng)有的處理,致使出現(xiàn)不必要的人員傷亡和財力的損失。

 

2封閉式高壓開關(guān)柜溫度升高原因分析

 

低壓開關(guān)柜采用封閉式結(jié)構(gòu),散熱效果差,熱積累大,并長期處于高電壓、大電注和滿負(fù)荷運(yùn)行,其結(jié)果造成熱量集結(jié)加劇,溫升直接危害電氣設(shè)備的電氣絕緣。全封閉高壓開關(guān)柜,在設(shè)備長期運(yùn)行過程中,開關(guān)柜中的觸點和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱,而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測,由此最終導(dǎo)致火災(zāi)事故。近年來,在電廠已發(fā)生多起開關(guān)柜過熱事故,造成火災(zāi)和大面積的停電事故,解決開關(guān)柜過熱問題是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。

 

五一橋水電站高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備工作現(xiàn)狀

 

五一橋水電站地處四川省甘孜州九龍縣高海拔地區(qū),晝夜溫差較大,尤其在夏季,白天氣溫較高,站內(nèi)共擁有11套10.5kV高壓開關(guān)柜電氣設(shè)備。由于自身的封閉式構(gòu)造,使得電氣設(shè)備本體溫度較高,尤其高壓開關(guān)柜的構(gòu)造與安裝位置特殊,柜體背面與墻體緊密相連,無法使柜內(nèi)空氣流通達(dá)到電氣設(shè)備散熱的效果

 

五一橋水電站目前針對電氣設(shè)備溫度的監(jiān)測手段與存在的問題

 

目前五一橋水電站還采用傳統(tǒng)的測溫手段,共采取以下方式進(jìn)行各電氣設(shè)備的溫度監(jiān)視:

 

(1)日常運(yùn)行人員巡檢、點檢與專業(yè)人員的重點巡檢;

(2)按照定期工作利用紅外線測溫儀進(jìn)行測溫。

 

五一橋水電站溫度監(jiān)視存在的問題:

 

(1)高壓開關(guān)柜為封閉式結(jié)構(gòu),無法進(jìn)行人工巡查測溫,紅外線測溫儀通過觀察窗進(jìn)行測溫,其數(shù)值不準(zhǔn)確;

(2)人工巡查測溫具有間斷性,無法及時觀察到電氣設(shè)備溫度的實時情況。

 

以上存在的問題導(dǎo)致不能及時準(zhǔn)確的了解電氣設(shè)備運(yùn)行狀況,易發(fā)生不必要的電氣事故。

 

優(yōu)化方案

 

采用無線測溫系統(tǒng),結(jié)合五一橋水電站實際情況,仔細(xì)斟酌,綜合比較,優(yōu)化電站的測溫系統(tǒng):

 

首先針對高壓開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,五一橋水電站共有11套10.5kV開關(guān)柜,對柜內(nèi)觸頭進(jìn)行安裝無線溫度傳感器(A、B、C三相靜觸頭安裝傳感器,共計33個),具體位置如圖3 10.5kVI段、圖4 10.5kV II段和圖5 10.5kV III段(注: 為安裝無線測溫元件位置)。

 

測溫通訊終端安裝在中控室上位機(jī)監(jiān)控配電柜內(nèi),采用導(dǎo)軌式安裝,溫度監(jiān)測預(yù)警工作站軟件安裝在工業(yè)電視監(jiān)控電腦內(nèi)。通訊終端負(fù)責(zé)接收各無線溫度傳感器發(fā)出的溫度數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)線,將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)工業(yè)電視監(jiān)控電腦,通過監(jiān)測預(yù)警工作站進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)實時監(jiān)控。

 

該系統(tǒng)具有如下使用特點:

 

(1)準(zhǔn)確,可靠地監(jiān)測各觸點溫度,現(xiàn)場溫度和報警信息實時傳輸至電站監(jiān)測系統(tǒng);

 

(2)可根據(jù)監(jiān)測部位不同,對各傳感器的報警值進(jìn)行單獨設(shè)置;

 

(3)監(jiān)測點與接收設(shè)備之間無直接聯(lián)系,無絕緣問題,不受日光或其他光照影響;

 

(4)免維護(hù)安裝,簡便安全,一次完成,無需任何其他操作;

 

(5)多種報警模式選擇,便于及時采取措施,減少直接跳閘停電,防范于未然,減少直接跳閘停電損失;

 

(6)記錄功能,可對故障點現(xiàn)象描述和處理過程提供錄入功能,方便后期進(jìn)行事故分析;

 

優(yōu)化原則

 

根據(jù)實際應(yīng)用為出發(fā)點,并考慮到系統(tǒng)投資的長期效益,對高壓開關(guān)柜測溫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計原則如下:

 

(1)實用性:設(shè)計時重點考慮系統(tǒng)的實用性,滿足正常運(yùn)行需要。

 

(2)可靠性:系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟高科技技術(shù),讀數(shù)準(zhǔn)確,可靠性高。

 

(3)先進(jìn)性:無線測溫系統(tǒng)采用無線傳輸,減少了封閉式開關(guān)柜的布線需要,節(jié)省了人力物力,達(dá)到了優(yōu)化目的。

 

結(jié)語

 

實施該優(yōu)化方案后,改變了傳統(tǒng)的測溫手段,運(yùn)行人員能夠在中控室上位機(jī)實時監(jiān)控高壓開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備的實際溫度,在日常工作中對溫升曲線進(jìn)行分析,及時掌握電氣設(shè)備運(yùn)行工況,做好事故預(yù)想,并且為電氣設(shè)備運(yùn)行提供溫度數(shù)據(jù),對溫度升高等不良現(xiàn)象能夠及時發(fā)現(xiàn),及時處理,避免事故擴(kuò)大化,造成不必要的損失。


特別聲明

本文參考北京:水利電力出版社,1987.發(fā)布只是為了學(xué)習(xí)交流使用,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除!

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