现状及发展趋势
电力系统的一次电气设备一般由断路器、变压器、电缆、母线、开关柜等电气设备组成.其相互之间由母线、引线、电缆等连接,由于电流流过产生热量,所以几乎所有的电气故障都会导致故障点温度的变化.例如在发电厂中电缆接头、电缆中间连接处、高压电缆的局部放电、高压开关柜的动静触头及其他连接处、低压电气连接处等位置过热是大型事故的征兆,也是电厂事故多发的重灾区.
电力设备温度监控的意义和必要性
现代工业中,工作温度的升降反映了设备运行状态和许多物理特征的变化,工业设备运行异常或故障通常表现出温度的异常变化.因此工业设备运行温度监测是设备安全监控最为有效、最为经济的手段,对设备的安全运行具有重大意义.随着无线传感器技术的发展和应用,基于无线测温系统是目前世界上最先进、最有效的温度在线监测系统,特别是在电力系统、石油化工、交通运输、工业消防等领域.
高压开关柜温度在线监控
高压开关柜的在线实时温度监控,是开关柜安全的重要保障.
开关柜内部触头接触不良、插接偏心不正等原因导致过热,以致起弧烧坏设备.高压电缆接头、连接器导体部分接触不良引起异常过热,加速绝缘老化导致击穿,这是高压开关柜的主要故障形式.
通过对开关柜内温度连续监测,实现故障的早期报警,当发生故障时,提供及时报警并指明故障点位置,并提供故障分析的详尽监测数据.可以保证开关柜的安全可靠运行.
电力电缆温度监测
电力电缆的在线实时温度检测,具有重大现实意义:
运行状态监测:有效监测电缆在不同负载和不同环境温度下的发热状态,积累历史技术数据;
载流量限度分析,可以保证在不超过电缆允许运行温度的情况下,最大限度的发挥电缆的传输能力、提高经济效益;
老化监测,发现电缆上的局部过热点,及时采取降温措施,延缓电缆老化速度;
实时故障监测预警,发现电缆运行过程中外界因素导致的破坏;
电缆沟内火情监测与报警;
电缆接头、电缆终端的温度监测与报警.
发电厂、大型冶金企业电缆沟防火及火情监测
电缆沟防火直接关系到发电机组的安全运行.根据电力事故分析,由于电缆故障引发的火灾事故占相当大比例.火灾一旦发生,会导致大面积电缆坏毁,机组被迫停机,造成重大直接经济损失.实时温度检测可以提前预警,以便及时采用有效措施.
大型电力变压器、发电机、断路器、互感器、电力电容内部/表面、母线温度监测
根据变压器、发电机、断路器、互感器、电力电容的温度监测要求,在设备内部或表面布设传感器,实现温度实时监控.
变电站、发电厂母线的温度监测.
技术关键分析
(1)绝缘耐压性:在电力系统尤其是高压和超高压系统中使用的设备,首先要满足绝缘耐压的要求,即不能降低原有设备的电压等级和安全特性,基于无线在线测温系统在监测现场为非接触测量,完全满足高压开关柜内的绝缘耐压要求,通过了国家电线电缆质量监督检验中心的工频耐压检测.
(2)防污闪:在高压开关柜这样的有限空间内,无线传输无须不限从而保证了系统的安全性.
(3)实时探测报警能力:传统测温方式,如测温点在40点到100点之间,则测温周期在几分钟到半小时之间.采用新型的无线测温系统,全部测点测温周期小于2分钟,充分的保证报警的及时性,同时由于测温周期短,可以在报警系统中引入温升趋势报警,提高了报警的可靠性和前瞻性,提高电力设备的安全性.
(5)系统稳定性:传统的测温方式由于包含的环节多,因此出故障的环节也比较多;而无线测温系统的整体结构简单,无需布线,保障了系统的稳定运行.