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无线测温装置(电力设备无线测温的必要性)

 电力设备无线测温的必要性--上海贤业电气(技术部)
 
      发电厂、变电站的开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备。在长期运行过程中,开关的触点和母线连接等部位因老化导致接触电阻过大而发热,而这些发热部位的温度很难监测,由此最终导致事故发生。 
封闭式柜体在运行中不能打开,因此难以测量运行中柜内接(触)头的实际温度,如不及时发现并处理接(触)头过热性缺陷,严重威胁电力安全生产。固定式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的33或39个接(触头),小车移动式开关柜每个进出线间隔共有负荷电流流过的24个(或更多)接(触头)。这些接(触)头直接流过负荷电流,当负荷较大时存在隐患的接(触)头就会严重发热。由于发热点在密封柜内,运行中的柜门禁止打开,值班人员无法通过正常的监视手段发现发热缺陷。一旦触头发热严重必然造成事故发生,影响系统安全运行。下边四起故障分析。
1.  2007年2月3日23时59分,某变电站10kV电容器组III644开关跳闸,保护装置显示“过流I段动作”。现场检查发现,10kV配电室有浓烟,10kV电容器组III开关柜下部有着火现象。第二天检查情况:10kV电容器组III 644开关柜内B相CT和铝排连接处松动引起发热导致该处烧断和热缩材料燃烧,A、C相也有放电痕迹。
 
开关柜无线无源测温中科微声测温传感器WD/N
2.  2009年8月16日晚,某变电站发生10kV开关柜故障,烧损多面开关柜。
10kV农专Ⅰ线柜(开关、CT、静触头及套管、母排及相接铜排、母排套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;出线电缆头轻微灼伤);
      
        A相               B相                       C相         
        
     开关           电缆头及CT                母线                                    
10kV下白货柜(母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;相接铜排、开关、CT、出线电缆头轻微灼伤)
;                                                          
       母排                           保护及二次控缆
10kV医院Ⅰ柜(母排、母排套管、静触头及套管、保护测控装置、屏顶小母线、电度表、二次控缆烧损;相接铜排、开关、CT、出线电缆头轻微灼伤);
       
                       
    保护及二次控缆                         母排
故障原因分析:10kV农专Ⅰ线开关柜由于隔离插头接触不良,开关长期在满负荷运行,触头发热引起梅花触头的弹簧退火变形,失去弹性,造成该隔离插头接触电阻变大,运行中发热烧熔,烧损触头周围的绝缘件,最终绝缘击穿,造成触头相间短路故障。
2.  2010年8月12日某变电站#1主变低压侧631开关因发热造成开关柜内部三相短路烧毁。
初步分析是:1#主变 10kV侧 631手车开关柜内断路器 A相母线侧梅花插头(上侧)与静触头间接触不良发热,最终发展成梅花插头对静触头电弧放电,导致真空断路器铜触指严重烧损,散热件熔化,穿墙套管烧毁并产生大量的含有金属离子、碳合物的烟气,造成母线三相对地短路。
开关柜接线图
 
 
 
3. 2006年3月8日,某单位在处理某变电站#1主变10kV侧61A3刀闸缺陷时发现:⑴、61A3刀闸断不开,外观检查静触指存在局部过热痕迹。⑵、#1主变10kV侧61A1刀闸下断口A相丢掉两只静触指,静触头夹紧弹簧有过热的痕迹,C相静触头夹紧弹簧有过热的痕迹(有三只弹簧熔在一起),C相支柱绝缘子上有被热气薰的痕迹。⑶、10kV分段回路6001刀闸下断口C相丢掉一只静触指,静触头夹紧弹簧有过热的痕迹(有一只弹簧熔在一起),上断口也存在类似的问题。
该变电站该段母线的开关柜型号为GGX2, 61A1、61A3刀闸和10kV分段回路6001刀闸均为户内高压旋转式隔离开关,型号均为GN30-10,4S热稳定电流均为40kA,额定电流:3150A(61A1、61A3刀闸)、2000A(6001刀闸)。
动静触头过热的原因分析:这种刀闸合闸时,静触指与静触座间有间隙,接触的点、面少,在通过大电流时,固定静触指与夹紧弹簧的螺栓和夹紧弹簧参与分流、导电,造成有些螺栓烧断(静触指丢落的原因)和夹紧弹簧过热退火,也造成动、静触头接触不是很好,造成动静触头局部过热、熔焊。
 
图1 61A1刀闸C相触头的过热情况      图2  61A1刀闸A相触头的过热情况
 
 
图3 10kV分段回路6001刀闸的过热情况   
 
     在电厂和变电站已发生多起开关过热事故,造成火灾和大面积的停电事故,解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键,实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》,国家电网生技[2005]400号文件中明确指出:预防开关设备载流回路过热定期用测温设备检查开关设备的接头部、隔离开关的导电部分(重点部位:触头、出线座等),特别是在重负荷或高温期间,加强对运行设备温升的监视,发现问题应及时采取措施。上海贤业电气 XY-KCD/XY-KCD-B型无线传输式开关柜温度在线监测系统能够实现开关柜触头、母线、电缆温度实时在线监测,避免上述问题的发生。 在开关柜里安装一个小小的检测装置,就可随时监控开关柜的运作情况,避免事故发生,目前许多中高低压电力设备因长期连续使用,会出现高温、短路、超负荷运作等情况,很容易引发大面积停电、火灾等安全事故。该在线测温装置可随时全方位监控(110KV,6KV—35KV和0.4KV)开关柜等高中低压设备的运作 情况,一旦温度接近允许值,该检测装置就会立即通过无线数据网将报警信号发送到电脑,监控人员随时随地可根据提示迅速采取措施,有效避免事故发生。
传统的测温方法是采用红外线测温枪人工监测,但这种方法存在一些问题:       
  1 .红外线测温枪只能直线点检测,且经常受遮拦而无法测量  需人工定期巡视,工作                         强度大,监测不及时; 需近距离测温,安全系数低;红外测温仪价格高       
  2 .不能在线测温,不能自动记录整理数据;         
  3 .不能远传数据;         
  4 .需人工现场测试,不安全,综合成本高。
  5. 试温蜡片法,示温记录标签法,易老化和脱落;温度指示范围窄;精确度低;人      工操作,无法实现自动化管理
    
这一为客户量身订造的装置由温度传感装置和显示报警装置两部分组成,温度模块包括温度传感器和数据发射器,温度模块可安装于柜内任何的发热点上,利用无线数据传输技术,可遥测每一个重要部位的发热问题包括中置柜梅花触头等非可视部位,并可实时把检测数据发射出去,由安装在仪表门上的显示报警装置接收记录。利用现场总线技术,可集中或就地设定、监控,通过信号无线传输进行语音报警和组网,实现远程智能监控,这样就不需要人工现场勘测,不存在安全隐患,正好解决了客户的烦恼。用智能控制技术,为人类提供环保、节能、安全、健康、舒适的解决方案。
 

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