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浅谈无线测温系统在智能化变电站10kV高压开关柜应用

文章更新时间：2023-09-08　点击量：241

摘要：随着智能电网的建设，变电站也得到了广泛的应用，为电力系统的稳定可靠运行创造了条件。在智能高压开关柜中，实时性和可靠性要求较高。在此基础上，首先介绍了智能变电站的基本功能，然后介绍了智能变电站系统运行的基本要求，强调了智能变电站无线温度测量技术的重要性，最后介绍了智能变电站10kV高压开关柜无线温度测量的实际应用。

关键词：智能变电站；高压开关柜；测温；

一引言

过去，我国电力系统正朝着大电网、高可靠性、高自动化的方向快速发展。电网运行的自动化和智能监控水平已成为我国电力系统发展的关键问题。高压配电开关柜是配电系统中的重要设备，在开关和关闭电力线路方面发挥着重要作用。但在长期运行过程中，由于氧化腐蚀或紧固螺栓松动，接触电阻增大，连接点加热，形成恶性循环，加热点温度无法监测，导致连接部位温度过高甚至烧毁，造成事故停电。因此，对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测和预警是非常重要的必要的。

二智能变电站简介

1智能变电站变压器的基本概

智能变电站变压器的工作模式是将模拟量转换为数字量，然后通过数字电表进行显示和控制，实现变电站高压绕组中所需的转换电压、高电流和大电流运行功能。同时，高压柜可根据需要安装相应的保护装置。随着我国电网的发展和科技水平的快速提高，智能变电站变压器已成为我国现代化建设bu可que少的组成部分之一。

2智能变电站的主要特点

智能变电站主要具有以下特点:(1)操作方便。在运行环境中，当设备的某个参数发生变化时，其内部结构和工作状态就会发生变化。例如，温度升高和电流增大。同时，系统参数也可以通过改变电路中元件的选择来调节，从而对整个电网进行调节和管理，导致的反应速度比传统变电站更快、更灵敏、更准确。(1)灵活性强。设备运行时，当出现故障或突发情况时，智能变电站可以通过分析诊断内部故障，及时采取有效措施解决问题。(3)自动化程度高。如果设备运行中出现突发问题，保护装置会自动切断系统，避免人员损坏或事故。同时还可以实现对整个系统工作状态和温度变化过程的远程监控，导致反应速度更快、更准确、更灵敏。

图1　智能变电站结构示意图

3变压器测温理论基础基础

变压器的温度是其基本、重要和直接影响变电站运行的安全和稳定性，因此需要可靠和准确的测量。我们可以通过温度测量来判断变压器是否处于正常工作状态或故障状态。温度测量的原理是：变压器在工作过程中绕组加热，这部分热量传递到浸泡的油中，使油温升高，通过放置温度计，检测油温变化，检测变压器的实际工作状态是否正常。

三智能变电站运行基本要求

1智能变电站的功能需求

智能变电站的主要功能模块包括：站内综合管理、继电保护、运行控制等。

2智能变电站的性能指标

智能变电站的性能指标包括：设备功能、系统配置、工作状态等。

3智能变电站设备可靠性要求

在智能变电站中，由于其可定制、设备精度高、灵活性强等特点。

4智能变电站无线测温的必要性

在变电站运行过程中，开关柜和变压器是重要组成部分。随着电网规模的扩大，其结构变得越来越复杂。由于体积大、精度低等缺陷，传统的定压接触器测温仪没有得到很好的解决。智能仪器设备具有较高的测量速度和较大范围的现场信息采集和处理和显示功能。同时，可根据不同条件快速响应变电站的运行状态和参数变化，满足电力系统安全、经济、可靠运行的要求。在发展过程中，随着技术的进步和市场需求，其性能也在不断提高。开关柜、变压器、终端等设备是重要组成部分。为了确保供电的安全和稳定，有必要测量开关柜、变压器等重要部件的温度。

四智能变电站10kV高压开关柜无线测温应用技术研究

1智能化变电站在线测温影响因素

在智能变电站中，影响温度的因素很多，包括主变压器、高压开关柜和母线的温度。

2智能化变电站无线测温原理

（1）高压开关柜无线温度传感器的工作原理：基于无线温度测量技术的高压开关柜温度监测系统首先通过无线温度传感器感知设备表面温度，然后通过电磁波将温度信号传输到无线温度监测仪，然后通过网络将无线温度监测仪连接到中央监测计算机，实现无线温度测量。

（2）无线温度传感器的优点：与传统的高压设备温度测量技术相比，无线温度传感器具有以下优点。

高安全性：采用先进的数字温度传感器，避免传感器输出模拟信号的传输受到电场和磁场的干扰。

高可靠性：采用先进的扩频通信、数据纠错和自适应调频技术，有效保证了数据无线传输的可靠性。此外，无线射频传感技术不受振动和外部灰尘的影响，温度测量精度高。

智能化水平高:在常规模式下，温度值每分钟收集并传输到监控中心。当突发事件导致温度升高到报警阈值或温度升高速度加快时，温度测量节点将进入快速反应状态，持续以秒为间隔收集温度并传输报警，避免错过任何可能的温升事故。

（3）安装方便：无线温度传感器体积小，无接线，可轻松安装在开关接头、电缆接头等安装空间狭小的测量点上。

（4）免调试：无需调试即可使用，特别适用于停电时间短、安装工期紧的改造工程。

五智能变电站10kV高压开关柜无线测温应用

1高压开关柜在线测温方法分析

（1）蜡片测温法

石蜡片的颜色会随着温度的变化而变化。因此，高压开关柜的温度可以用石蜡片来测量。具体方法是将石蜡片粘贴在设备的连接部位，根据其颜色判断被测温度。该方法因其原理简单、成本低而得到广泛应用。但需要根据个人经验来判断温度，因此准确性和可靠性相对较低，无法进行定量测量和实时在线监测。此外，高压开关接头、电缆接头等容易发热的部位在运行过程中几乎看不见，无法测量。

（2）热红外测温技术

基于热红外的高压开关柜温度测量采用红外温度测量枪、红外成像仪、紫外成像仪等热传感器设备进行非接触式温度测量。其优点是测量范围大，精度高，可靠性好，但设备昂贵，需要大量人力定期检查，无法实现温度的实时在线监测。

此外，由于高压开关柜内部件处于高压、强磁场、封闭的运行环境中，温度石蜡片、热红外温度测量等传统温度测量方法无法实现柜内部件的温度测量。目前，基于无线温度传感技术的高压供电设备的实时温度监测是克服上述问题的理想解决方案。

图2　开关柜无线测温

2高压柜内静触头、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功能是实现分离、关闭和开关。因此，为了确保高压电气设备的可靠工作，应进行温度测量。随着电力电子技术的不断发展和应用领域在各行各业得到广泛应用，电子设备所需的电压升高量也在翻倍，需要电气

只有设备能够保持正常的绝缘使用寿命，才能安全高效地运行和使用。因此，高压开关柜上的静触头和断路器对结构、尺寸和保护有更高的要求，其测温是对其进行全面、全面的测控。

图3　高压断路器动触头，母排无线温度传感器

六安科瑞温度在线监测系统解决方案

1概述

电气接触在线温度测量装置适用于高低压开关柜内电缆接头、断路器接头、闸门开关、高压电缆中间头、干变压器、低压大电流等设备的温度监测，防止氧化、松动、灰尘等因素导致接触电阻过大，提高设备安全，及时、持续、准确地反映设备运行状态，降低设备事故率。

Acrel-2000T无线测温监测系统通过RS485总线或以太网与间隔层的设备直接通信，系统设计遵循国际标准-RTU、Modbus-TCP等传输规则大大提高了安全性、可靠性和开放性。该系统具有遥信、遥控、遥控、遥控、遥控、事件报警、曲线、棒图、报告和用户管理功能，可监控无线温度测量系统的设备运行状态，实现快速报警响应，防止严重故障。

2应用场所

适用于电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据中心、医院、机场、电厂、煤矿等电力设备的温度监测。

3系统结构