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(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，從而確定其是否可以繼續(xù)投入運(yùn)行。長(zhǎng)期以來(lái)，堅(jiān)持預(yù)防性試驗(yàn)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)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(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠性指標(biāo)的要求也越來(lái)越高。這種傳統(tǒng)的試驗(yàn)和診斷方法已顯得越來(lái)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(chǎng)的光纖或光纜感溫，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離敷設(shè)光纖上各點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有在高電壓、強(qiáng)腐蝕、核輻射和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作、可進(jìn)行連續(xù)空間測(cè)溫等顯著優(yōu)點(diǎn)，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，此技術(shù)可以解決上述問(wèn)題，達(dá)到電力系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞：光纖；感溫；測(cè)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(cè)溫系統(tǒng) DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系統(tǒng)由布設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的光纖或光纜感溫項(xiàng)目研發(fā)小組，并在外協(xié)單位的配合下，制定并開(kāi)展了對(duì)寶山220kV變電站連續(xù)分布全光纖測(cè)溫系統(tǒng)的工作。它對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、電纜等設(shè)備的過(guò)熱敏感點(diǎn)的溫度實(shí)施在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳，可及時(shí)掌握各被監(jiān)測(cè)對(duì)象的故障趨勢(shì)，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(shí)處理，從根本上解決供電系統(tǒng)的過(guò)熱故障問(wèn)題，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)指導(dǎo)電氣設(shè)備檢修工作，減少非計(jì)劃停電，降低運(yùn)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(cè)溫度的設(shè)備主要有：

（1）35kV室內(nèi)小車開(kāi)關(guān)柜，I母、II母、III母、IV母、V母、VI母合計(jì)35面小車開(kāi)關(guān)；（2）站內(nèi)電纜溝1500米（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況配置）。

在變電站系統(tǒng)中，35kV高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行時(shí)由于過(guò)流或接觸不良造成電氣接點(diǎn)、觸頭過(guò)熱是常見(jiàn)的事故隱患，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，輕者造成線路斷電，重者會(huì)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(kāi)關(guān)設(shè)備電壓高，電磁干擾大，需要監(jiān)測(cè)的溫度點(diǎn)數(shù)量多，用一般的測(cè)溫方式無(wú)法達(dá)到全面監(jiān)測(cè)，并且工程難以實(shí)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(guò)熱，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)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(yùn)行，應(yīng)采用先進(jìn)可靠的技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)備過(guò)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(shí)施信息

測(cè)溫系統(tǒng)使用1套光纖測(cè)溫主機(jī)，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(cè)220kV寶山變電站35kV開(kāi)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(cè)：變電站35kV室內(nèi)小車開(kāi)關(guān)柜，合計(jì)35面；（2）第2路測(cè)溫光纜監(jiān)測(cè)：站內(nèi)電纜溝1500米（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)柜各接點(diǎn)溫度分布情況及電纜溝的溫度實(shí)時(shí)狀況，并能夠記錄查詢歷史數(shù)據(jù)、對(duì)比分析溫度變化趨勢(shì)、設(shè)置報(bào)警閾值、進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)；二是遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，數(shù)據(jù)信號(hào)可傳輸至控制中心，可以隨時(shí)查詢監(jiān)測(cè)結(jié)果。

對(duì)于設(shè)備的使用：保證測(cè)試方法的合理性和測(cè)試手段的可靠性。

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

4.1 DSC-DTS-XB系統(tǒng)功能

實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備過(guò)熱故障（特別是高壓設(shè)備帶電接點(diǎn)過(guò)熱故障）的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及早期預(yù)警，防患于未然。發(fā)生過(guò)熱故障前，系統(tǒng)對(duì)各被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的故障趨勢(shì)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(cè)點(diǎn)的具體位置及名稱，進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)的溫度監(jiān)測(cè)。保存并可隨時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)，打印報(bào)表，有利于經(jīng)驗(yàn)的積累和為事故趨勢(shì)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(shí)現(xiàn)信息共享。

4.2 電力電纜過(guò)熱監(jiān)測(cè)的應(yīng)用（見(jiàn)圖2）

4.3 高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

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

4.4 高壓開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱監(jiān)測(cè)的應(yīng)用（見(jiàn)圖4）

5 項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)

該系統(tǒng)為減少檢修次數(shù)、降低檢修費(fèi)用、最大限度地延緩檢修周期，為電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理部門真正實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，進(jìn)而提高設(shè)備的營(yíng)運(yùn)率和電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

連續(xù)分布全光纖測(cè)溫系統(tǒng)是針對(duì)開(kāi)展高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(yùn)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(guò)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析、檢修決策等手段開(kāi)展設(shè)備檢修工作，可以有效控制設(shè)備的管理與運(yùn)維成本，也是電網(wǎng)運(yùn)行管理的必然趨勢(shì)。

創(chuàng)新點(diǎn)：“變電站分布式光纖在線測(cè)溫系統(tǒng)”對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜電氣接點(diǎn)、電纜等設(shè)備的過(guò)熱敏感點(diǎn)的溫度實(shí)施在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警，將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳，可及時(shí)掌握各被監(jiān)測(cè)對(duì)象的故障趨勢(shì)，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(shí)處理，從根本上解決供電系統(tǒng)的過(guò)熱故障問(wèn)題，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)指導(dǎo)電氣設(shè)備檢修工作，減少非計(jì)劃停電，降低運(yùn)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(yùn)行效果：項(xiàng)目建成后，管理系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，建立高壓設(shè)備運(yùn)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(guò)遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)查看在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)安裝了在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)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(shí)現(xiàn)對(duì)高壓設(shè)備的狀態(tài)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和診斷，制定設(shè)備維護(hù)和狀態(tài)檢修策略，運(yùn)行良好。

經(jīng)濟(jì)效益分析：（1）能有效避免周期性計(jì)劃?rùn)z修帶來(lái)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(shí)間，創(chuàng)造更大的安全和經(jīng)濟(jì)效益。（2）減少設(shè)備停電試驗(yàn)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(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命。（3）顯著減少停電時(shí)間和試驗(yàn)操作，提高電力系統(tǒng)的供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。（4）實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地反映設(shè)備在運(yùn)行電壓下的性能和健康水平，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)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(yùn)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(cè)溫系統(tǒng)在電力單位的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為實(shí)施以在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修提供科學(xué)的依據(jù)。

作者簡(jiǎn)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(dòng)化。