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無線測溫裝置(電力設備無線測溫的必要性)

電力設備無線測溫的必要性--上海達星電氣(技術部)


發電廠、變電站的開關柜、母線接頭、室外刀閘開關等重要的設備。在長期運行過程中,開關的觸點和母線連接等部位因老化導致接觸電阻過大而發熱,而這些發熱部位的溫度很難監測,由此最終導致事故發生。 

封閉式柜體在運行中不能打開,因此難以測量運行中柜內接(觸)頭的實際溫度,如不及時發現并處理接(觸)頭過熱性缺陷,嚴重威脅電力安全生產。固定式開關柜每個進出線間隔共有負荷電流流過的33或39個接(觸頭),小車移動式開關柜每個進出線間隔共有負荷電流流過的24個(或更多)接(觸頭)。這些接(觸)頭直接流過負荷電流,當負荷較大時存在隱患的接(觸)頭就會嚴重發熱。由于發熱點在密封柜內,運行中的柜門禁止打開,值班人員無法通過正常的監視手段發現發熱缺陷。一旦觸頭發熱嚴重必然造成事故發生,影響系統安全運行。下邊四起故障分析。

1.  2007年2月3日23時59分,某變電站10kV電容器組III644開關跳閘,保護裝置顯示“過流I段動作”?,F場檢查發現,10kV配電室有濃煙,10kV電容器組III開關柜下部有著火現象。第二天檢查情況:10kV電容器組III 644開關柜內B相CT和鋁排連接處松動引起發熱導致該處燒斷和熱縮材料燃燒,A、C相也有放電痕跡。

無線測溫傳感器.jpg

開關柜無線無源測溫中科微聲測溫傳感器WD/N

2.  2009年8月16日晚,某變電站發生10kV開關柜故障,燒損多面開關柜。

10kV農專Ⅰ線柜(開關、CT、靜觸頭及套管、母排及相接銅排、母排套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損;出線電纜頭輕微灼傷);

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A相                                    B相                                  C相

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開關                          電纜頭及CT                         母線

10kV下白貨柜(母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損;相接銅排、開關、CT、出線電纜頭輕微灼傷);

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母排

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保護及二次控纜

10kV醫院Ⅰ柜(母排、母排套管、靜觸頭及套管、保護測控裝置、屏頂小母線、電度表、二次控纜燒損;相接銅排、開關、CT、出線電纜頭輕微灼傷);

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保護及二次控纜                                  母排

故障原因分析:10kV農專Ⅰ線開關柜由于隔離插頭接觸不良,開關長期在滿負荷運行,觸頭發熱引起梅花觸頭的彈簧退火變形,失去彈性,造成該隔離插頭接觸電阻變大,運行中發熱燒熔,燒損觸頭周圍的絕緣件,最終絕緣擊穿,造成觸頭相間短路故障。

2.  2010年8月12日某變電站#1主變低壓側631開關因發熱造成開關柜內部三相短路燒毀。

初步分析是:1#主變 10kV側 631手車開關柜內斷路器 A相母線側梅花插頭(上側)與靜觸頭間接觸不良發熱,最終發展成梅花插頭對靜觸頭電弧放電,導致真空斷路器銅觸指嚴重燒損,散熱件熔化,穿墻套管燒毀并產生大量的含有金屬離子、碳合物的煙氣,造成母線三相對地短路。

接線圖.jpg

開關柜接線圖

3. 2006年3月8日,某單位在處理某變電站#1主變10kV側61A3刀閘缺陷時發現:⑴、61A3刀閘斷不開,外觀檢查靜觸指存在局部過熱痕跡。⑵、#1主變10kV側61A1刀閘下斷口A相丟掉兩只靜觸指,靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡,C相靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡(有三只彈簧熔在一起),C相支柱絕緣子上有被熱氣薰的痕跡。⑶、10kV分段回路6001刀閘下斷口C相丟掉一只靜觸指,靜觸頭夾緊彈簧有過熱的痕跡(有一只彈簧熔在一起),上斷口也存在類似的問題。

該變電站該段母線的開關柜型號為GGX2, 61A1、61A3刀閘和10kV分段回路6001刀閘均為戶內高壓旋轉式隔離開關,型號均為GN30-10,4S熱穩定電流均為40kA,額定電流:3150A(61A1、61A3刀閘)、2000A(6001刀閘)。

動靜觸頭過熱的原因分析:這種刀閘合閘時,靜觸指與靜觸座間有間隙,接觸的點、面少,在通過大電流時,固定靜觸指與夾緊彈簧的螺栓和夾緊彈簧參與分流、導電,造成有些螺栓燒斷(靜觸指丟落的原因)和夾緊彈簧過熱退火,也造成動、靜觸頭接觸不是很好,造成動靜觸頭局部過熱、熔焊。

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圖1  61A1刀閘C相觸頭的過熱情況

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圖2  61A1刀閘A相觸頭的過熱情況

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圖3  10kV分段回路6001刀閘的過熱情況

在電廠和變電站已發生多起開關過熱事故,造成火災和大面積的停電事故,解決開關過熱問題是杜絕此類事故發生的關鍵,實現溫度在線監測是保證高壓設備安全運行的重要手段。 《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》,國家電網生技[2005]400號文件中明確指出:預防開關設備載流回路過熱定期用測溫設備檢查開關設備的接頭部、隔離開關的導電部分(重點部位:觸頭、出線座等),特別是在重負荷或高溫期間,加強對運行設備溫升的監視,發現問題應及時采取措施。上海達星電氣 XY-KCD/XY-KCD-B型無線傳輸式開關柜溫度在線監測系統能夠實現開關柜觸頭、母線、電纜溫度實時在線監測,避免上述問題的發生。 在開關柜里安裝一個小小的檢測裝置,就可隨時監控開關柜的運作情況,避免事故發生,目前許多中高低壓電力設備因長期連續使用,會出現高溫、短路、超負荷運作等情況,很容易引發大面積停電、火災等安全事故。該在線測溫裝置可隨時全方位監控(110KV,6KV—35KV和0.4KV)開關柜等高中低壓設備的運作 情況,一旦溫度接近允許值,該檢測裝置就會立即通過無線數據網將報警信號發送到電腦,監控人員隨時隨地可根據提示迅速采取措施,有效避免事故發生。

傳統的測溫方法是采用紅外線測溫槍人工監測,但這種方法存在一些問題:       

1.紅外線測溫槍只能直線點檢測,且經常受遮攔而無法測量  需人工定期巡視,工作強度大,監測不及時; 需近距離測溫,安全系數低;紅外測溫儀價格高。

2.不能在線測溫,不能自動記錄整理數據;

3.不能遠傳數據;

4.需人工現場測試,不安全,綜合成本高;

5.試溫蠟片法,示溫記錄標簽法,易老化和脫落;溫度指示范圍窄;精確度低;人工操作,無法實現自動化管理。


這一為客戶量身訂造的裝置由溫度傳感裝置和顯示報警裝置兩部分組成,溫度模塊包括溫度傳感器和數據發射器,溫度模塊可安裝于柜內任何的發熱點上,利用無線數據傳輸技術,可遙測每一個重要部位的發熱問題包括中置柜梅花觸頭等非可視部位,并可實時把檢測數據發射出去,由安裝在儀表門上的顯示報警裝置接收記錄。利用現場總線技術,可集中或就地設定、監控,通過信號無線傳輸進行語音報警和組網,實現遠程智能監控,這樣就不需要人工現場勘測,不存在安全隱患,正好解決了客戶的煩惱。用智能控制技術,為人類提供環保、節能、安全、健康、舒適的解決方案。

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