劉欣 王俊娜 姜照豐 朱寶軍

（國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司芳草湖供電公司，新疆 昌吉 831208）

電力設(shè)備是供電能夠順利進(jìn)入到千家萬(wàn)戶進(jìn)行使用的基本條件。10kV高壓開關(guān)柜又是整個(gè)配電系統(tǒng)中必不可少的電氣設(shè)備，開關(guān)柜的可靠性直接影響著配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行和供電質(zhì)量。我們必須對(duì)高壓開關(guān)柜的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)且全面的研究，在不斷的實(shí)踐之中積累經(jīng)驗(yàn)，善于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有高壓開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)中存在的不足并加以改進(jìn)。

一、封閉高壓開關(guān)柜在線測(cè)溫技術(shù)分析

變電站設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)是指通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)變電站關(guān)鍵部件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以了解設(shè)備的溫度變化情況，并做好實(shí)時(shí)預(yù)警工作，以減少高壓開關(guān)柜運(yùn)行事故的發(fā)生。因此，實(shí)時(shí)在線測(cè)溫具有以下兩種功能：一是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度，了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并做好應(yīng)急處理，減少事故發(fā)生；二是實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少人力消耗，降低運(yùn)行成本。高壓開關(guān)柜在測(cè)溫技術(shù)上具有一定的先進(jìn)性，運(yùn)行安全可靠。裝置需要在開關(guān)柜內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于系統(tǒng)和裝置都需要達(dá)到兼容性和經(jīng)濟(jì)性的要求，方便系統(tǒng)后期的拓展。

二、高壓開關(guān)設(shè)備的主要組成

（一）斷路器

從最初體積龐大、需頻繁維護(hù)的抽出式空氣絕緣斷路器，到體積小、存在安全隱患的油斷路器，發(fā)展到安全可靠的六氟化硫和真空斷路器；真空斷路器極柱從真空泡裸露到組裝式極柱，再到環(huán)氧澆注固封式極柱；斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)從復(fù)雜裝配機(jī)構(gòu)到模塊化機(jī)構(gòu)，再到永磁機(jī)構(gòu)；各項(xiàng)技術(shù)都得到了極大的發(fā)展。KYN28-12金屬鎧裝移開式開關(guān)柜可配用VD4（ABB）、HVX12或EV12（施耐德）、3AE1（西門子）、VS1（森源）、CV2-12（常熟）等廠家的真空斷路器設(shè)備。

（二）開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

就當(dāng)前KYN28-12金屬鎧裝移開式開關(guān)柜設(shè)備的結(jié)構(gòu)來(lái)看，柜體主要包括5個(gè)部分，即含儀表室、電纜室、手車室、電纜室，母線室和柜頂小母線室，柜頂設(shè)有二個(gè)泄壓通道，這幾個(gè)間隔小室結(jié)構(gòu)之間既彼此聯(lián)系，又相互獨(dú)立。每一個(gè)小室構(gòu)成部分都具備各自的功能。柜體主要采用厚度2mm敷鋁鋅板板材經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工后鉚接而成，柜體結(jié)構(gòu)先進(jìn)、緊湊、合理、安全可靠、性能優(yōu)越。

（三）傳感器和保護(hù)繼電器技術(shù)

傳感器和保護(hù)繼電器是緊密相連，技術(shù)同步演進(jìn)。傳感器如“眼睛”，將電流圖像傳送給“大腦”保護(hù)繼電器，后者分析圖像以確定信號(hào)為正?；蚬收稀臋C(jī)電式設(shè)計(jì)的老式保護(hù)繼電器到如今新型數(shù)字繼電器只需要低功率電流互感器（LPCT）提供信號(hào)。低功耗傳感器和數(shù)字電表有效提升控制和監(jiān)控能力：緊湊型低功率電子式電流互感器（LPCT）和低功率電子式電壓互感器（LPVT）可取代傳統(tǒng)的大型CT和VT。

三、無(wú)源無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

（一）總體工程應(yīng)用

本文設(shè)計(jì)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將直接采用溫度傳感器去采集關(guān)鍵設(shè)備上的溫度，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞給系統(tǒng)的核心部件。將這些核心部件的溫度收集完成后，系統(tǒng)設(shè)定算法對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并按照各個(gè)零部件預(yù)設(shè)的溫度設(shè)置實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。最終，系統(tǒng)將分析得出的相關(guān)結(jié)論傳遞給設(shè)備運(yùn)維部門，設(shè)備運(yùn)維部門將根據(jù)系統(tǒng)傳遞的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，并且制定設(shè)備運(yùn)維管理措施，減少設(shè)備故障次數(shù)和時(shí)間，提高配電運(yùn)行效率。

（二）前期工程安裝

變電站總共有8個(gè)開關(guān)柜，本次設(shè)計(jì)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括兩部分，一部分為傳感器，每個(gè)開關(guān)柜設(shè)有12個(gè)溫控監(jiān)測(cè)點(diǎn)，合計(jì)96個(gè)溫度傳感器。另一部分為數(shù)據(jù)組網(wǎng)，溫度監(jiān)測(cè)裝置16臺(tái)、監(jiān)測(cè)主機(jī)2臺(tái)。將前期施工流程劃劃為7個(gè)步驟，如表2所示，從施工前的碰頭會(huì)開始，到前期準(zhǔn)備工作、安裝、調(diào)試、測(cè)試、到竣工驗(yàn)收，都有較為明確的施工標(biāo)準(zhǔn)，以確保無(wú)源無(wú)線溫度檢測(cè)系統(tǒng)安裝完成。

表2 施工流程

（三）效益分析

一是無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的投入使用，可以對(duì)開關(guān)柜的溫度進(jìn)行7×24h不間斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)送準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，防止因?yàn)殡姎庠O(shè)備溫度過(guò)高而造成電網(wǎng)故障。另外，該系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能，可以實(shí)現(xiàn)防范于未然，避免不可預(yù)估的損失產(chǎn)生。二是無(wú)源無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的使用將之前的“被動(dòng)檢修”改變成為“主動(dòng)檢修”?？梢詾闋顟B(tài)檢修提供事前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，不斷提高電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平和供電可靠性。當(dāng)前供電公司已經(jīng)對(duì)部分變電站的開關(guān)柜進(jìn)行溫度在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)“狀態(tài)檢修”提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐和依據(jù)。通過(guò)該系統(tǒng)的投入使用也可以提高巡檢效率，減少運(yùn)維人員工作量，提升供電運(yùn)行效率。

總結(jié)：本文結(jié)合電網(wǎng)系統(tǒng)中封閉式10k V高壓開關(guān)柜的工程應(yīng)用需求，提出新型無(wú)源無(wú)線溫度傳感方法和開關(guān)柜無(wú)線測(cè)溫智能監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，最后結(jié)合變電站的掛網(wǎng)測(cè)試算例說(shuō)明監(jiān)控系統(tǒng)的安裝工藝和應(yīng)用效果。該系統(tǒng)的應(yīng)用可有效提高電網(wǎng)運(yùn)行部門的設(shè)備巡檢自動(dòng)化水平，加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備的安全管控，同時(shí)具有廣泛的工程應(yīng)用前景。