烏海電業(yè)局寶山變電站連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)的應(yīng)用

李恩明　溫慧潔　溫治明

摘 要：當(dāng)前，我地區(qū)由于工業(yè)園區(qū)的不斷發(fā)展，電氣設(shè)備的檢修工作較為頻繁，定期進(jìn)行預(yù)防性試驗，根據(jù)試驗結(jié)果來判斷設(shè)備運行狀況，從而確定其是否可以繼續(xù)投入運行。長期以來，堅持預(yù)防性試驗對電力系統(tǒng)的安全運行起到了很大的作用，但隨著電力系統(tǒng)的大容量化，高電壓化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和用電部門重要性的提高，對電力系統(tǒng)的安全可靠性指標(biāo)的要求也越來越高。這種傳統(tǒng)的試驗和診斷方法已顯得越來越不適應(yīng)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系統(tǒng)由布設(shè)在現(xiàn)場的光纖或光纜感溫，實現(xiàn)了長距離敷設(shè)光纖上各點溫度的實時監(jiān)測，具有在高電壓、強腐蝕、核輻射和強電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作、可進(jìn)行連續(xù)空間測溫等顯著優(yōu)點，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)可以解決上述問題，達(dá)到電力系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞：光纖；感溫；測試；應(yīng)用

1 制定創(chuàng)新管理方案

在烏海電業(yè)局在局領(lǐng)導(dǎo)的高度重視下，由生產(chǎn)技術(shù)處牽頭，抽調(diào)各單位技術(shù)能手，組建變電站寶山變電站分布式光纖在線測溫系統(tǒng) DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系統(tǒng)由布設(shè)在現(xiàn)場的光纖或光纜感溫項目研發(fā)小組，并在外協(xié)單位的配合下，制定并開展了對寶山220kV變電站連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)的工作。它對高壓開關(guān)柜電氣接點、電纜等設(shè)備的過熱敏感點的溫度實施在線監(jiān)測和預(yù)警，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳，可及時掌握各被監(jiān)測對象的故障趨勢，進(jìn)行智能分析，準(zhǔn)確定位，便于事故隱患及早發(fā)現(xiàn)，及時處理，從根本上解決供電系統(tǒng)的過熱故障問題，保證設(shè)備的安全運行。同時，對指導(dǎo)電氣設(shè)備檢修工作，減少非計劃停電，降低運行成本，防止火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生，保障企業(yè)安全生產(chǎn)等都具有重要的意義。

2 總體概況

220kV寶山變電站需要監(jiān)測溫度的設(shè)備主要有：

（1）35kV室內(nèi)小車開關(guān)柜，I母、II母、III母、IV母、V母、VI母合計35面小車開關(guān)；（2）站內(nèi)電纜溝1500米（根據(jù)現(xiàn)場實際情況配置）。

在變電站系統(tǒng)中，35kV高壓開關(guān)柜運行時由于過流或接觸不良造成電氣接點、觸頭過熱是常見的事故隱患，如不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，輕者造成線路斷電，重者會引發(fā)爆炸與火災(zāi)等惡性事故，嚴(yán)重影響企業(yè)正常的安全生產(chǎn)，給企業(yè)造成重大損失。而且，高壓開關(guān)設(shè)備電壓高，電磁干擾大，需要監(jiān)測的溫度點數(shù)量多，用一般的測溫方式無法達(dá)到全面監(jiān)測，并且工程難以實施。

變電站系統(tǒng)中敷設(shè)有電力電纜，電纜中間頭和終端頭容易過熱，如不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，會引發(fā)火災(zāi)等惡性事故，是影響生產(chǎn)安全的因素之一。

綜上所述，為確保220kV寶山變電站系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的安全運行，應(yīng)采用先進(jìn)可靠的技術(shù)手段，對設(shè)備的運行實時在線監(jiān)測，通過設(shè)備過熱預(yù)警發(fā)現(xiàn)故障隱患，杜絕設(shè)備燒損、爆炸和火災(zāi)，把事故消滅在萌芽中。

3 硬件配置、設(shè)備實施信息

測溫系統(tǒng)使用1套光纖測溫主機，安裝在設(shè)備控制室，分別連接2路光纖光纜以滿足監(jiān)測220kV寶山變電站35kV開關(guān)柜和站內(nèi)電纜溝。具體布置如下：（1）第1路光纖環(huán)監(jiān)測：變電站35kV室內(nèi)小車開關(guān)柜，合計35面；（2）第2路測溫光纜監(jiān)測：站內(nèi)電纜溝1500米（根據(jù)現(xiàn)場實際情況配置）。

系統(tǒng)軟件分兩部分：一是主系統(tǒng)軟件，以圖形界面和溫度分布曲線形象直觀地實時顯示開關(guān)柜各接點溫度分布情況及電纜溝的溫度實時狀況，并能夠記錄查詢歷史數(shù)據(jù)、對比分析溫度變化趨勢、設(shè)置報警閾值、進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)；二是遠(yuǎn)端計算機運行程序，數(shù)據(jù)信號可傳輸至控制中心，可以隨時查詢監(jiān)測結(jié)果。

對于設(shè)備的使用：保證測試方法的合理性和測試手段的可靠性。

4 寶山220kV變電站光纖測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖

4.1 DSC-DTS-XB系統(tǒng)功能

實現(xiàn)各種設(shè)備過熱故障（特別是高壓設(shè)備帶電接點過熱故障）的實時在線監(jiān)測及早期預(yù)警，防患于未然。發(fā)生過熱故障前，系統(tǒng)對各被監(jiān)測點的故障趨勢進(jìn)行智能分析，并準(zhǔn)確定位，指導(dǎo)檢修工作。顯示器直觀顯示電纜、設(shè)備、母線被監(jiān)測點的具體位置及名稱，進(jìn)行實時連續(xù)的溫度監(jiān)測。保存并可隨時查詢歷史數(shù)據(jù)，打印報表，有利于經(jīng)驗的積累和為事故趨勢分析提供依據(jù)。系統(tǒng)具有局域網(wǎng)絡(luò)接口，可聯(lián)入企業(yè)MIS系統(tǒng)或其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享。

4.2 電力電纜過熱監(jiān)測的應(yīng)用（見圖2）

4.3 高壓開關(guān)柜過熱監(jiān)測的應(yīng)用

由“DSC-DTS-XB連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)”構(gòu)成的“高壓開關(guān)柜過熱故障在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)”可以將感溫光纖直接安裝在開關(guān)柜的靜觸頭上，實時、準(zhǔn)確、連續(xù)地監(jiān)測各觸頭的運行溫度，在出現(xiàn)過熱時發(fā)出預(yù)警，明確顯示故障點位置，指導(dǎo)消缺檢修，把事故消滅在萌芽中。

4.4 高壓開關(guān)柜過熱監(jiān)測的應(yīng)用（見圖4）

5 項目的優(yōu)勢

該系統(tǒng)為減少檢修次數(shù)、降低檢修費用、最大限度地延緩檢修周期，為電力系統(tǒng)運營管理部門真正實現(xiàn)狀態(tài)檢修，進(jìn)而提高設(shè)備的營運率和電網(wǎng)的安全運行提供了強大的技術(shù)支撐。

連續(xù)分布全光纖測溫系統(tǒng)是針對開展高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是智能變電站建設(shè)的重要特征之一；在準(zhǔn)確地獲得了高壓設(shè)備運行的特征狀態(tài)后，結(jié)合電力企業(yè)自身發(fā)展?fàn)顩r，以安全、環(huán)境、效益等為基礎(chǔ)，通過設(shè)備的狀態(tài)評價、風(fēng)險分析、檢修決策等手段開展設(shè)備檢修工作，可以有效控制設(shè)備的管理與運維成本，也是電網(wǎng)運行管理的必然趨勢。

創(chuàng)新點：“變電站分布式光纖在線測溫系統(tǒng)”對高壓開關(guān)柜電氣接點、電纜等設(shè)備的過熱敏感點的溫度實施在線監(jiān)測和預(yù)警，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳，可及時掌握各被監(jiān)測對象的故障趨勢，進(jìn)行智能分析，準(zhǔn)確定位，便于事故隱患及早發(fā)現(xiàn)，及時處理，從根本上解決供電系統(tǒng)的過熱故障問題，保證設(shè)備的安全運行。同時，對指導(dǎo)電氣設(shè)備檢修工作，減少非計劃停電，降低運行成本，防止火災(zāi)、爆炸事故的發(fā)生，保障企業(yè)安全生產(chǎn)等都具有重要的意義。

運行效果：項目建成后，管理系統(tǒng)對設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評價和分析，對有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，建立高壓設(shè)備運行與檢修管理數(shù)據(jù)中心。生產(chǎn)處、安監(jiān)處、檢修一處、調(diào)度處、變電管理處均可以通過遠(yuǎn)端的計算機查看在線監(jiān)測系統(tǒng)。實時監(jiān)測安裝了在線監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)。在統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺下，結(jié)合其它生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，提取相關(guān)設(shè)備的有效信息，實現(xiàn)對高壓設(shè)備的狀態(tài)遠(yuǎn)程實時在線監(jiān)測和診斷，制定設(shè)備維護(hù)和狀態(tài)檢修策略，運行良好。

經(jīng)濟效益分析：（1）能有效避免周期性計劃檢修帶來的弊端，合理安排生產(chǎn)和檢修，做到應(yīng)修則修，修必修好，從而節(jié)約大量的設(shè)備維修資金和停電檢修時間，創(chuàng)造更大的安全和經(jīng)濟效益。（2）減少設(shè)備停電試驗和維修的盲目性，從而減少設(shè)備因檢修而引發(fā)故障的可能性，使設(shè)備維護(hù)更加科學(xué)，并延長設(shè)備運行壽命。（3）顯著減少停電時間和試驗操作，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟性。（4）實時、準(zhǔn)確地反映設(shè)備在運行電壓下的性能和健康水平，能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中的潛伏性缺陷，防止突發(fā)性事故發(fā)生，有效提高設(shè)備運行水平和可靠性，降低設(shè)備事故率，顯著減少突發(fā)性事故。（5）尋求出分布式光纖在線測溫系統(tǒng)在電力單位的運行經(jīng)驗，為實施以在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修提供科學(xué)的依據(jù)。

作者簡介：李恩明（1960-），男，內(nèi)蒙古烏海市，內(nèi)蒙古烏海市電業(yè)局變電管理處，助理工程師，大專，研究方向：電力系統(tǒng)自動化。