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摘 要：針對傳統(tǒng)隔離開關(guān)觸頭測溫方法難以滿足智能變電站無人值班要求，依托工程研究應(yīng)用了高精度、高可靠性、響應(yīng)速度快的觸頭測溫隔離開關(guān)組合電器，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)測溫在線監(jiān)測和隔離開關(guān)電子式互感器的一體化，從而大幅減小變電站的占地面積，有效降低成本，提升了變電站的智能化水平。

關(guān)鍵詞：隔離開關(guān)；觸頭測溫；電子式互感器；智能變電站

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，用戶對供電可靠性要求也越來越高。在敞開式變電站中隔離開關(guān)是配電裝置的重要組成部分，隔離開關(guān)工作的可靠性與觸頭溫升有著密切關(guān)系。在隔離開關(guān)運(yùn)行過程中，常常由于工作環(huán)境惡劣使接觸電阻增加，引起隔離開關(guān)觸頭溫度過高，加劇接觸表面氧化，導(dǎo)致接觸松動(dòng)產(chǎn)生電弧放電，最終造成隔離開關(guān)損壞或更加嚴(yán)重的事故。隔離開關(guān)是變電站運(yùn)行操作中主要涉及的設(shè)備，敞開式配電裝置中停送電主要涉及斷路器斷開閉合、隔離開關(guān)隔離合閘等，對隔離開關(guān)觸頭溫度進(jìn)行檢測和監(jiān)視，提前發(fā)現(xiàn)和排除熱故障隱患，對配電裝置的安全可靠運(yùn)行具有非常重要的意義。

1 隔離開關(guān)觸頭測溫監(jiān)測現(xiàn)狀及存在問題

如何對隔離開關(guān)觸頭進(jìn)行溫度監(jiān)測一直是電力企業(yè)及相關(guān)設(shè)備供應(yīng)商急于解決的問題。隔離開關(guān)位于高電壓、高溫度、高電磁干擾環(huán)境中，傳統(tǒng)對隔離開關(guān)觸頭的測溫方法如”熱電偶法”無法滿足日益增高的電壓電流環(huán)境。近年來，以紅外測溫為代表的非接觸式測溫儀得到了廣泛的應(yīng)用，但因輻射測溫準(zhǔn)確度受到被檢測表面發(fā)射率及環(huán)境條件的約束，且需要人工巡視，為檢測工作帶來巨大影響，且無法適應(yīng)無人值守的變電站工作要求。以紅外測溫為基礎(chǔ)的測溫系統(tǒng)易受環(huán)境因素影響，以上測溫方法可靠性、穩(wěn)定性差并且響應(yīng)速度滯后，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)觸頭溫度過熱的情況容易造成事故擴(kuò)大嚴(yán)重化。因此需開發(fā)出一種高精度、高可靠性、響應(yīng)速度快的觸頭在線智能測溫系統(tǒng)。

2 具有觸頭溫度在線監(jiān)測功能的電子式互感器與隔離開關(guān)集成的敞開式智能組合電器技術(shù)原理

四川省電力公司組織四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司、四川電力試驗(yàn)研究院、南京新寧光電工程有限公司、湖南長高高壓開關(guān)集團(tuán)股份公司依托220kV 泰興變電站新建工程、220kV 綿陽東變電站新建工程對具有觸頭溫度在線監(jiān)測功能的電子式互感器與隔離開關(guān)集成的敞開式智能組合電器進(jìn)行了研究并在工程中成功應(yīng)用。

主要技術(shù)原理是將隔離開關(guān)與ECVT（電子式電流電壓互感器）集成在一起，組成隔離開關(guān)與ECVT一體且具有隔離開關(guān)觸頭測溫在線監(jiān)測功能的敞開式智能組合電器，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成減少占地面，并實(shí)現(xiàn)對隔離開關(guān)觸頭溫度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測的智能化功能。將電子式電流電壓互感器的套管代替水平型隔離開關(guān)的靜側(cè)絕緣子安裝在隔離開關(guān)底座上；隔離開關(guān)靜觸頭設(shè)置在互感器頭部側(cè)面，在隔離開關(guān)靜觸頭接觸部位嵌入溫度傳感器探頭，傳感線貼著隔離開關(guān)靜觸頭進(jìn)入互感器頭部；光纖傳感測溫探頭采用光柵技術(shù)、宜安裝、測溫準(zhǔn)確高、可保證長期運(yùn)行，隔離開關(guān)觸頭溫度在線測溫系統(tǒng)接入變電站一體化信息平臺，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測主站對信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測。以220kV組合開關(guān)為例，以下是集成后的斷面圖：

3 主要研究成果

（1）通過對“具有觸頭溫度在線監(jiān)測功能的電子式互感器與隔離開關(guān)集成的敞開式智能組合電器”研究取得2項(xiàng)技術(shù)專利，分別為實(shí)用新型專利“電子式互感器與隔離開關(guān)集成的敞開式智能組合電器（專利號ZL201020570267.1）和智能隔離開關(guān)在線測溫系統(tǒng)（專利號ZL201020570799.5），并已經(jīng)通過了機(jī)械工業(yè)高壓電器設(shè)備質(zhì)量檢測中心的型式試驗(yàn)，并在220kV 泰興變電站、綿陽東變電站實(shí)踐應(yīng)用，提出了對設(shè)備基本技術(shù)條件、性能要求、試驗(yàn)、運(yùn)輸與安裝要求等具體要求并在工程實(shí)踐中加以驗(yàn)證完善，設(shè)備投運(yùn)至今運(yùn)行穩(wěn)定良好。

（2）本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成可以優(yōu)化配電裝置布置，減少占地面積；以泰興站為例，與典型設(shè)計(jì)對比，220kV集成組合設(shè)備縱向尺寸由原來的17.0米壓縮為10.0米，節(jié)約率為41.17%；110kV集成組合設(shè)備縱向尺寸縱向尺寸由21.15米壓縮為18米，節(jié)約率為14.89%。以220kV集成組合設(shè)備為例，以下為優(yōu)化前和優(yōu)化后的尺寸對比：

（3）本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了隔離開關(guān)的智能化，將傳統(tǒng)的人工巡視以及紅外測溫升級為實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且可以進(jìn)行報(bào)警溫度界限設(shè)置自動(dòng)報(bào)警，觸頭溫度實(shí)時(shí)通過變電站一體化信息平臺遠(yuǎn)傳至狀態(tài)監(jiān)測主站，適應(yīng)智能化變電站無人值班以及狀態(tài)檢修要求，減少隔離開關(guān)觸頭過熱事故發(fā)生。

4 主要技術(shù)性能指標(biāo)分析

與傳統(tǒng)設(shè)備配置相比，隔離開關(guān)與ECVT組合敞開式智能組合電器經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）占地面積。傳統(tǒng)設(shè)備配置：電流互感器，電壓互感器，隔離開關(guān)單獨(dú)配置，分散占地；新型組合電器：三者集成配置，實(shí)現(xiàn)原來的設(shè)備三變一， 220kV縱向尺寸減少7米，110kV縱向尺寸減少3.15米，具有設(shè)備布置優(yōu)化集成，功能集成，配置優(yōu)化，節(jié)約占地，實(shí)現(xiàn)了不再生資源土地的節(jié)約。

（2）新材料應(yīng)用。傳統(tǒng)設(shè)備配置：傳統(tǒng)互感器含油、氣等容易污染環(huán)境；新型組合電器：電子式互感器具有絕緣性能好、無磁飽和鐵磁共振和磁滯效應(yīng)、暫態(tài)響應(yīng)及穩(wěn)定性好、暫態(tài)響應(yīng)范圍大、測量精度高等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)，新材料應(yīng)用，降低污染，體現(xiàn)了環(huán)境友好。

（3）節(jié)約鋼材、安裝工程量。傳統(tǒng)設(shè)備配置：隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器獨(dú)立設(shè)備分為3個(gè)廠家各需單獨(dú)支架，分為3次安裝，設(shè)備間需要導(dǎo)線及金具連接；新型組合電器：隔離開關(guān)和互感器集成在一起，一個(gè)間隔減少4個(gè)鋼支架基礎(chǔ)，可以節(jié)約800kg鋼材，減少連接導(dǎo)線和相應(yīng)金具；一次性采購、安裝；節(jié)約鋼材量顯著、節(jié)省安裝人力及工作量。

（4）實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)狀態(tài)檢修。傳統(tǒng)設(shè)備配置：定時(shí)人工巡視紅外測溫；新型組合電器：對隔離開關(guān)觸頭溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)可視化、遠(yuǎn)程化，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障先兆，實(shí)現(xiàn)觸頭測溫智能化。提高安全性、可靠性和設(shè)備管理水平，節(jié)約運(yùn)行維護(hù)成本。

結(jié)語

研發(fā)的“具有觸頭溫度在線監(jiān)測功能的電子式互感器與隔離開關(guān)集成的敞開式智能組合電器”可實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成節(jié)約占地，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)的觸頭溫度在線監(jiān)測的智能化，可以適用于交流110（66）kV～750kV 變電站采用敞開式布置的新建工程，尤其是對于站址布置尺寸較受限制的敞開式方案。

參考文獻(xiàn)

[1]陳安偉，樂全明，張宗益.500kV變電站智能化改造的關(guān)鍵技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（18）：47-49.

[2]劉昱，許玉香，余崢，等.750 kV 智能化變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)配置[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010，26（02）：40-45.

[3]陳安偉，樂全明，張宗益，等.智能變電站一次主設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（13）：110-114.