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        高低壓配電柜母線溫度及電流綜合監(jiān)控裝置研究

        2019-12-19 02:09:35劉華平李盛進
        科技創(chuàng)新導報 2019年22期

        劉華平 李盛進

        摘 ? 要:高低壓配電柜充分利用集中管理理念,將傳統(tǒng)電纜分配節(jié)點環(huán)境中,線路復雜、線路交錯、線路過熱、集膚效應等問題予以一定程度的解決。高低壓配電柜的應用環(huán)境主要是介于發(fā)電廠、供電所、變壓站等,與傳統(tǒng)電纜以及功能配件相比,配電柜集成分配、檢測、計量、連接等模塊,對高頻電壓具備較高的承載效果。本文主要從介于配電柜母線溫度,以及配電柜電流監(jiān)控裝置為視角展開論述,以期能促使配電柜溫度、電流有效可控,健全配電柜功能的同時,充分發(fā)揮高低壓配電柜的效用。

        關鍵詞:配電柜 ?溫度 ?電流 ?監(jiān)控

        中圖分類號:TM64 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號:1674-098X(2019)08(a)-0007-02

        由于集膚效應等的存在,傳輸效率下降、線纜耗損、線路過熱成為線路壽命下降、金屬資源浪費、電力資源浪費的主要來源之一,加強線路溫控、電流檢測,并改進線路分配、監(jiān)控手段有所必要。高低壓配電柜作為線路傳輸節(jié)點的集中分配、控制、調整的節(jié)點設備之一,具備功能全面、拓展性強、安全性高等優(yōu)勢。本文從高低壓配電柜溫度、電流監(jiān)控視角出發(fā),首先探究加強溫度、電流監(jiān)控的必要性,之后就如何更好地應用監(jiān)控裝置進行策略探究。

        1 ?加強溫度、電流監(jiān)控的必要性

        溫度是降低導線壽命的成因之一,電流數(shù)值異常是短路、電阻增大等的外在表現(xiàn)。

        1.1 高低壓配電柜使用壽命要求

        高低壓配電柜溫度過高,會加速導線氧化速度,導致高低壓配電柜持續(xù)老化,影響配電柜魯棒性和運作穩(wěn)定性,持續(xù)進行,高低壓配電柜的性能下降、導電效率下降,使得配電柜提早結束工作期限。

        1.2 高低壓配電柜的使用安全性要求

        溫度異常變化,成因除了集膚效應、輸入電壓之外,也與接頭出現(xiàn)接觸不良有關,線頭接觸不良會導致接頭部分溫度急劇升高,極容易形成高壓擊穿現(xiàn)象,此外,電流異常與電阻數(shù)值變化有關,電阻變小,很有可能是線路短路,若不能及時處理,極有可能造成配電柜不可逆損壞,甚至會釀造成火災、觸電等繼發(fā)事故,電阻變大,與母線觸頭氧化現(xiàn)象有關,若不能及時排障,則會導致局部溫度升高,傳輸效率下降,局部溫度過高會形成熱擊穿現(xiàn)象。

        1.3 高低壓配電柜的資源高效利用要求

        溫度、電流異常所形成的成本損耗主要包括金屬損耗、設備損耗、電力損耗、維修損耗、期間損耗等,其中金屬損耗主要是導線導電系數(shù)下降,無法繼續(xù)使用,在進行回收重鑄時會產生一定的浪費;設備損耗是配電柜功能無法滿足配電等的需求,進行設備更新時,造成成本支出,以及產能浪費;電力損耗是導線導電系數(shù)下降,部分電能以熱能等形式流失,產生電力浪費,電力公司或電力使用公司也需要為同樣多的電力支出更多費用;維修損耗是維修設備時,形成資本支出以及配件更替消耗等;期間費用主要是配電柜維修期間,電力公司或電力使用公司正常營業(yè)受到影響,進而造成產能下降,期間費用支出增多,成本攤銷周期延長或當期利潤額下降等。

        2 ?應用監(jiān)控設備的有效舉措

        溫度、電流異常測定可以覆蓋配電柜大部分故障,對配電柜的溫度、電流進行監(jiān)控,可以先期發(fā)現(xiàn)配電柜的運作故障,避免故障延伸,引起較大范圍或較大程度的損失,比方說,及時處理局部溫度過高故障,防止操控人員在操作時,因為熱擊穿,形成高壓觸電事故,對監(jiān)控設備的應用,主要是從設備工作的穩(wěn)定性、抗擾動能力、靈敏度、信息化程度、使用成本、維護難度等方面出發(fā)。

        2.1 介于工作穩(wěn)定性的監(jiān)控設備

        從監(jiān)控溫度的角度來看,對高低壓配電柜的測溫方式主要是包括接觸式測溫和非接觸試測溫,簡單的來說,接觸式測溫是將溫控設備集成在配電柜的內部,非接觸式測溫方式是借助被測部位的熱輻射等,將傳遞出的信號轉化成溫度數(shù)值,達到測溫目的,從穩(wěn)定性的角度來看,測溫設備一般具備一定的溫度耐受力,但由于溫度會造成設備氧化,壽命降低,內部集成設備很容易受到高溫、強磁影響,導致壽命降低,故障率高發(fā),非接觸式與被接觸部位存在一定距離,受局部溫度影響程度較小,具有更強的穩(wěn)定性[1]。從監(jiān)控電流的角度來看,監(jiān)控設備可以在安裝保護電路的情況下,集成在高頻電壓線路中,其工作穩(wěn)定性很大程度上取決于保護電路,或是其他有效措施的工作穩(wěn)定性,比方說,設定工作閥值,電流數(shù)值達到最高臨界值,自動觸發(fā)中斷設備、報警設備,避免較高電流破壞測流設備。

        2.2 介于抗擾動能力的監(jiān)控設備

        抗擾動能力側重表現(xiàn)在設備性能表現(xiàn)的穩(wěn)定性,也就是在受到溫度異常、電流異常時,監(jiān)控性能回穩(wěn)時間較短,或精準度恢復時間較短。從監(jiān)控溫度的角度來看,接觸式測溫與電路直接相連,受溫度遞減的影響因素較小,測定數(shù)值較非接觸式測溫方式,理論上更加精準,非接觸測溫方式由于環(huán)境影響,熱輻射強度可能受環(huán)境影響產生遞減,測定數(shù)值的精準性會受到影響。伴隨著紅外熱成像技術的精進,兩者的差距逐漸縮小。從監(jiān)控電流的角度上來看,為避免電流異常對電流檢測設備產生影響,應為測流設備給予抗強電、交變磁場等保護措施,比方說利用數(shù)字信號輸出替代模擬信號輸出,改進數(shù)字信號輸出錯碼糾正技術等,所選用的測流材料,應能通過EMC測試。

        2.3 介于靈敏度的監(jiān)控設備

        靈敏度是監(jiān)控設備工作能力的外在表現(xiàn),強化設備運作的靈敏度,意味著監(jiān)控人員能夠實時的掌握配電柜溫度、電流數(shù)值,及時了解設備的工作狀態(tài)。從溫度測定的角度來看,伴隨著技術進步,接觸式和非接觸式在溫度響應時間上的差距近乎于可以忽略不計,但相比較而言,接觸式具備更高的靈敏度。從測定電流的角度上來看,較高靈敏度意味著測流設備需要放寬閥值,對測流設備工作區(qū)間存在較高要求。

        2.4 介于信息化程度的監(jiān)控設備

        配電柜的運作電壓較高,對于進行溫度、電流檢測有必要減少人工直接參與。信息化的目的是實現(xiàn)溫度檢測設備、電流檢測設備與總控設備、在線平臺等保持持續(xù)通信,并在信號降噪、信號整合、信號處理實現(xiàn)智能化、自動化等。比方說,監(jiān)控設備的自動化體現(xiàn)在自適應、自調整、自控制,能夠根據溫度變化、電流變化提醒漏電可能、熱擊穿可能等,避免操作人員人工排障,出現(xiàn)觸電事故,可以根據工作環(huán)境以及壽命最長、性能最佳等預設參數(shù),選取最佳的工作方案[2]。

        2.5 ?介于使用成本的監(jiān)控設備

        監(jiān)控設備的使用成本需要均衡使用壽命、采購成本、維護成本、性能要求等要素,讓監(jiān)控設備使用公司選取最佳的監(jiān)控設備使用方案,比方說,對四類變電站存在需求的公司,采購滿足三類變電站性能需求的高低壓配電柜,會造成性能浪費,或是對配電柜使用壽命要求高的公司,采購設計壽命低的設備,會造成后期維護成本上升、設備更替成本上升,同時,超過設計壽命,且繼續(xù)使用的話,會存在較高程度的安全隱患。

        2.6 介于維護難度的監(jiān)控設備

        高低壓配電柜的內部環(huán)境存在安全威脅,且其中功能集成度高,維護難度較大,為盡可能的降低維護難度,除了增強監(jiān)控設備智能化水平,進行微機監(jiān)測外,還可采用模塊化設計并添加警示燈,便于維修時,單一的對局部區(qū)域維修[3]。

        3 ?結語

        高低壓配電柜的工作環(huán)境較為惡劣,溫度、電流異常不單單會造成設備壽命下降,同時,也會給監(jiān)控設備的運作、后期維護產生障礙。從溫度、電流異常對使用壽命、使用安全、資源利用率等方面的影響來看,進行監(jiān)控設備設置有所必要,在進行設置時,主要考慮工作的穩(wěn)定性、抗擾動能力、靈敏度、信息化程度、使用成本、維護難度等。

        參考文獻

        [1] 查娜.近海環(huán)境配電箱溫度控制和鹽霧沉積率監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].江蘇大學,2016.

        [2] 陳潔,吳海濤.某海上天然氣平臺空壓機配電柜三相短路電流計算與分析[J].電工技術,2017(5):116-118.

        [3] 陳午蘇.分布式配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].天津大學,2017.

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