技術知識

本文對五一橋水電站高壓開關柜封閉設備系統的測溫系統進行了優化設計。分析表明，五一橋水電站高壓開關柜內測溫系統存在能效低、可靠性差等缺點。此外，在實際運行過程中，多次出現測溫不準確，運行不可靠等情況。為此，筆者對五一橋水電站高壓開關柜測溫系統提出了改造意見。通過合理選擇配置測溫系統，利用無線測溫技術改進原本不合理的測溫系統。

電力設備在正常工作時都會產生發熱現象，高壓開關柜設備的連接處發熱現象會更加明顯，尤其在環境溫度升高的條件下，此種現象尤為嚴重，長期如此會加速電力設備的老化速度，引起電力設備的絕緣性能和工作穩定性下降，可能引起重大的電力事故，造成難以彌補的人員傷害或重大的經濟損失。以往的電力設備的溫度檢測僅僅是靠工作人員定期完成的，費時費力，工作效率極低，利用紅外線測溫儀設備無法對正在運行的封閉式高壓設備進行溫度監控，導致不能及時發現潛藏的隱患，有些電力設備的接頭位于隱蔽之處，不便觸及與測量，這又給運行人員帶來了極大的不便。為了解決上述問題，電力設備的無線測溫監控系統在電站的運行應運而生。

1溫度監測必要性

水電站發生高壓設備因過熱而引起火災， 導致設備損壞而被迫停機，短時間內無法恢復生產，從而造成重大經濟損失。引起設備過熱和火災發生的直接原因是接觸電阻過大，長期運行造成的接觸面過熱、燒穿絕緣等。高壓開關柜通常要能承受高達到4000A的工作電流，設備在長期運行過程中，開關的觸點和母線的連接點因老化或接觸電阻過大而發熱并形成惡性循環，開關柜內有裸露高壓，空間封閉狹小，無法進行人工巡查測溫。傳統的測溫系統依靠運行人員定期的監測與測量才能得出，傳統的電力設備溫度的監測耗費大量的人力物力，由于人的局限性，所測得的數據存在不確定誤差，甚至會出現錯誤，而且潛在的故障威脅不能及時發現并作出應有的處理，致使出現不必要的人員傷亡和財力的損失。

2封閉式高壓開關柜溫度升高原因分析

高低壓開關柜采用封閉式結構，散熱效果差，熱積累大，并長期處于高電壓、大電注和滿負荷運行，其結果造成熱量集結加劇，溫升直接危害電氣設備的電氣絕緣。全封閉高壓開關柜，在設備長期運行過程中，開關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熱，而這些發熱部位的溫度無法監測，由此最終導致火災事故。近年來，在電廠已發生多起開關柜過熱事故，造成火災和大面積的停電事故，解決開關柜過熱問題是杜絕此類事故發生的關鍵。

五一橋水電站高壓開關柜電氣設備工作現狀

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

五一橋水電站目前針對電氣設備溫度的監測手段與存在的問題

目前五一橋水電站還采用傳統的測溫手段，共采取以下方式進行各電氣設備的溫度監視：

（1）日常運行人員巡檢、點檢與專業人員的重點巡檢；

（2）按照定期工作利用紅外線測溫儀進行測溫。

五一橋水電站溫度監視存在的問題：

（1）高壓開關柜為封閉式結構，無法進行人工巡查測溫，紅外線測溫儀通過觀察窗進行測溫，其數值不準確；

（2）人工巡查測溫具有間斷性，無法及時觀察到電氣設備溫度的實時情況。

以上存在的問題導致不能及時準確的了解電氣設備運行狀況，易發生不必要的電氣事故。

優化方案

采用無線測溫系統，結合五一橋水電站實際情況，仔細斟酌，綜合比較，優化電站的測溫系統：

首先針對高壓開關柜內電氣設備進行優化，五一橋水電站共有11套10.5kV開關柜，對柜內觸頭進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監控配電柜內，采用導軌式安裝，溫度監測預警工作站軟件安裝在工業電視監控電腦內。通訊終端負責接收各無線溫度傳感器發出的溫度數據，并通過網線，將數據傳送至上位機工業電視監控電腦，通過監測預警工作站進行溫度數據實時監控。

該系統具有如下使用特點：

（1）準確，可靠地監測各觸點溫度，現場溫度和報警信息實時傳輸至電站監測系統；

（2）可根據監測部位不同，對各傳感器的報警值進行單獨設置；

（3）監測點與接收設備之間無直接聯系，無絕緣問題，不受日光或其他光照影響；

（4）免維護安裝，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，可對故障點現象描述和處理過程提供錄入功能，方便后期進行事故分析；

優化原則

根據實際應用為出發點，并考慮到系統投資的長期效益，對高壓開關柜測溫系統進行優化設計，設計原則如下：

（1）實用性：設計時重點考慮系統的實用性，滿足正常運行需要。

（2）可靠性：系統采用先進成熟高科技技術，讀數準確，可靠性高。

（3）先進性：無線測溫系統采用無線傳輸，減少了封閉式開關柜的布線需要，節省了人力物力，達到了優化目的。

結語

實施該優化方案后，改變了傳統的測溫手段，運行人員能夠在中控室上位機實時監控高壓開關柜內電氣設備的實際溫度，在日常工作中對溫升曲線進行分析，及時掌握電氣設備運行工況，做好事故預想，并且為電氣設備運行提供溫度數據，對溫度升高等不良現象能夠及時發現，及時處理，避免事故擴大化，造成不必要的損失。