熒光光纖測溫系統(tǒng)
系統(tǒng)概述
過熱故障、絕緣故障和機械故障是造成電力系統(tǒng)安全事故重要原因。而過熱故障的發(fā)生頻率又占事故總數(shù)的 50%以上。高壓配電裝置異常溫度升高必將引起接觸電阻增大、設(shè)備老化，絕緣下降、導體燒溶，嚴重的將造成接地短路，繼發(fā)為相間短路，造成設(shè)備損壞、中斷供電，甚至引發(fā)嚴重的人身、電網(wǎng)、設(shè)備事故。
這些惡性事故不但給電力企業(yè)帶來了嚴重的經(jīng)濟損失，還有可能造成無法估量的惡劣社會影響。由于過熱故障頻發(fā)不斷且有增長之勢，因此《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》(試行)中 11.7.2 關(guān)于“加強對運行設(shè)備溫升的監(jiān)視” 就明確提出了對容易發(fā)生“過熱”故障的元件要進行溫升監(jiān)測。當前，社會的發(fā)展也對整個供電環(huán)節(jié)都提出了更高的安全及質(zhì)量要求，對配電裝置運行溫度的監(jiān)測也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要課題。因而本報告認為有必要在配電裝置中配置相關(guān)的溫升在線監(jiān)測裝置，使電力企業(yè)有針對性的采取預防措施，提高安全供電水平。
隨著電網(wǎng)的發(fā)展和裝備技術(shù)的提高，密閉式 10kV、35kV 系統(tǒng)開關(guān)柜在電網(wǎng)中已大量使用，小型化、緊湊化的設(shè)計以及用電環(huán)境的變化，使得開關(guān)柜內(nèi)部過熱現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見異常狀態(tài)，因而在一些負荷較重的線路中， 普遍存在開關(guān)柜內(nèi)各主導流部位溫升超標的問題。
熒光光纖測溫系統(tǒng)采用先進的熒光光纖溫度傳感技術(shù)，具有耐高壓、不受電磁干擾、本質(zhì)安全、長期可靠、易擴展等優(yōu)點，對發(fā)電及供電系統(tǒng)的發(fā)電機、高壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、室外及地下電纜接頭等監(jiān)測點的溫度進行實時在線監(jiān)測。
主要功能
1、采集開關(guān)柜觸頭的溫度信息。
2、采用各種診斷方法對設(shè)備健康狀態(tài)進行分析，包括所有的設(shè)備參數(shù)越限告警分析等判斷方法。
3、提供聲光報警、干接點輸出、人機界面顯示報警信息等。
4、提供上位機軟件系統(tǒng)，實時顯示當前開關(guān)柜各個觸點信息，以及過去一個月各個觸點的溫度信息的歷史數(shù)據(jù)。
主要特點
1、就地同步測量、數(shù)字傳輸，各個測量單元使用數(shù)據(jù)總線進行數(shù)據(jù)傳輸，故可方便地排除外部變化對監(jiān)測結(jié)果的影響，使各個被測設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)之間具有可比性。
2、數(shù)據(jù)瀏覽界面人性化，從方便用戶使用系統(tǒng)的角度設(shè)計監(jiān)視界面。監(jiān)測數(shù)據(jù)采用狀態(tài)燈、曲線和表格等多種形式顯示。
3、現(xiàn)場監(jiān)測單元能夠?qū)崿F(xiàn)對被監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)參量的采集、信號調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預處理等功能，實現(xiàn)監(jiān)測參量就地測量，進行數(shù)字轉(zhuǎn)換和緩存，監(jiān)測結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要定期傳輸至上一級控制單元。
4、采集頻率高，精度高，能夠根據(jù)用戶設(shè)定采集數(shù)據(jù)，最小周期>2 秒。
5、實現(xiàn)對被檢測設(shè)備溫度值發(fā)展歷史趨勢計算分析，結(jié)合工況信息評估開關(guān)的老化狀態(tài)。保證電力系統(tǒng)安全，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供依據(jù)；為設(shè)備調(diào)修評價與預測維修提供可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)。
主要技術(shù)參數(shù)
項目 | 單位 | 參數(shù)值 |
測溫范圍 | ℃ | -40 ～ 200 |
溫度分辨率 | ℃ | 0.1 |
測溫精度 | ℃ | ±1 |
測溫通道數(shù) | 6 | |
系統(tǒng)軟件 | - | 基于 WINDOWS 操作系統(tǒng) |
溫度畫面數(shù)據(jù)刷新 | S | 2 |
報警 | 干接點輸出、人機界面顯示 | |
外部接口 | - | RS485，Modbus 規(guī)約 |
探頭直徑 | mm | φ3 |
電源輸入 | AC | 220V±10%/50Hz |
系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)主要針對變電站電力開關(guān)柜動靜觸頭、母排、開關(guān)等接點的異常溫度變化進行實時在線監(jiān)測。借助這套系統(tǒng)，用戶可以在本地和遠程上位機上實時監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)重點部位的溫度變化情況，根據(jù)溫度變化情實時的發(fā)出警情報告（預警、報警和超限）。同時借助強大的上位機功能，可以分析溫度變化周期，查看實時、歷史曲線，預測警情變化等功能，還可以實現(xiàn)多用戶遠程數(shù)據(jù)交換。
該系統(tǒng)由熒光光纖（含傳感頭）、 光纖測溫變送器、熒光光纖通訊軟件（選配）、光纖測溫系統(tǒng)表頭（選配）組成。
結(jié)構(gòu)圖如下：
1、熒光光纖（含傳感頭）
熒光光纖（含測溫探頭）將測溫探頭監(jiān)測部位的溫度信息轉(zhuǎn)換為光信號， 并傳送給 光纖測溫變送器，光纖傳感器的探頭尺寸極小，可直接安裝在被測點上，測溫準確，響應迅速；其尾纖選用柔軟、堅固的特制光纖，它具有傳輸帶寬高、信號穩(wěn)定、抗電磁干擾、抗撓曲、抗沖擊強度高和連接快捷等優(yōu)點；尾纖護套的材質(zhì)是聚四氟乙烯，它具有耐高溫、耐老化、耐腐蝕、高絕緣、不粘附等特性，可適應高壓、高溫、強電磁等惡劣的使用環(huán)境。我司的光纖傳感器在 0.4m 的長度上至少可以耐受 100KV 的高壓。
2、光纖測溫變送器
提供六路光纖溫度解調(diào)儀安裝，可實時將 6 路溫度信息變送成數(shù)字信號傳輸給后臺通訊軟件或者顯示表頭。體積小巧，性能可靠。
3、光纖測溫系統(tǒng)表頭
光纖測溫系統(tǒng)表頭通過RS485 采集變送器傳輸過來的溫度信息，實時顯示 6 路探頭溫度。該儀表為嵌入式安裝。人界面交互人性化。
