本文對(duì)五一橋水電站高壓開(kāi)關(guān)柜封閉設(shè)備系統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析表明，五一橋水電站高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)測(cè)溫系統(tǒng)存在能效低、可靠性差等缺點(diǎn)。此外，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，多次出現(xiàn)測(cè)溫不準(zhǔn)確，運(yùn)行不可靠等情況。為此，筆者對(duì)五一橋水電站高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫系統(tǒng)提出了改造意見(jiàn)。通過(guò)合理選擇配置測(cè)溫系統(tǒng)，利用無(wú)線測(cè)溫技術(shù)改進(jìn)原本不合理的測(cè)溫系統(tǒng)。

電力設(shè)備在正常工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的連接處發(fā)熱現(xiàn)象會(huì)更加明顯，尤其在環(huán)境溫度升高的條件下，此種現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，長(zhǎng)期如此會(huì)加速電力設(shè)備的老化速度，引起電力設(shè)備的絕緣性能和工作穩(wěn)定性下降，可能引起重大的電力事故，造成難以彌補(bǔ)的人員傷害或重大的經(jīng)濟(jì)損失。以往的電力設(shè)備的溫度檢測(cè)僅僅是靠工作人員定期完成的，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率極低，利用紅外線測(cè)溫儀設(shè)備無(wú)法對(duì)正在運(yùn)行的封閉式高壓設(shè)備進(jìn)行溫度監(jiān)控，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛藏的隱患，有些電力設(shè)備的接頭位于隱蔽之處，不便觸及與測(cè)量，這又給運(yùn)行人員帶來(lái)了極大的不便。為了解決上述問(wèn)題，電力設(shè)備的無(wú)線測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)在電站的運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生。

1溫度監(jiān)測(cè)必要性

水電站發(fā)生高壓設(shè)備因過(guò)熱而引起火災(zāi)， 導(dǎo)致設(shè)備損壞而被迫停機(jī)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法恢復(fù)生產(chǎn)，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。引起設(shè)備過(guò)熱和火災(zāi)發(fā)生的直接原因是接觸電阻過(guò)大，長(zhǎng)期運(yùn)行造成的接觸面過(guò)熱、燒穿絕緣等。高壓開(kāi)關(guān)柜通常要能承受高達(dá)到4000A的工作電流，設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)和母線的連接點(diǎn)因老化或接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱并形成惡性循環(huán)，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓，空間封閉狹小，無(wú)法進(jìn)行人工巡查測(cè)溫。傳統(tǒng)的測(cè)溫系統(tǒng)依靠運(yùn)行人員定期的監(jiān)測(cè)與測(cè)量才能得出，傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)耗費(fèi)大量的人力物力，由于人的局限性，所測(cè)得的數(shù)據(jù)存在不確定誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤，而且潛在的故障威脅不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并作出應(yīng)有的處理，致使出現(xiàn)不必要的人員傷亡和財(cái)力的損失。

2封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜溫度升高原因分析

高低壓開(kāi)關(guān)柜采用封閉式結(jié)構(gòu)，散熱效果差，熱積累大，并長(zhǎng)期處于高電壓、大電注和滿負(fù)荷運(yùn)行，其結(jié)果造成熱量集結(jié)加劇，溫升直接危害電氣設(shè)備的電氣絕緣。全封閉高壓開(kāi)關(guān)柜，在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，開(kāi)關(guān)柜中的觸點(diǎn)和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過(guò)大而發(fā)熱，而這些發(fā)熱部位的溫度無(wú)法監(jiān)測(cè)，由此最終導(dǎo)致火災(zāi)事故。近年來(lái)，在電廠已發(fā)生多起開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱事故，造成火災(zāi)和大面積的停電事故，解決開(kāi)關(guān)柜過(guò)熱問(wèn)題是杜絕此類事故發(fā)生的關(guān)鍵。

五一橋水電站高壓開(kāi)關(guān)柜電氣設(shè)備工作現(xiàn)狀

五一橋水電站地處四川省甘孜州九龍縣高海拔地區(qū)，晝夜溫差較大，尤其在夏季，白天氣溫較高，站內(nèi)共擁有11套10.5kV高壓開(kāi)關(guān)柜電氣設(shè)備。由于自身的封閉式構(gòu)造，使得電氣設(shè)備本體溫度較高，尤其高壓開(kāi)關(guān)柜的構(gòu)造與安裝位置特殊，柜體背面與墻體緊密相連，無(wú)法使柜內(nèi)空氣流通達(dá)到電氣設(shè)備散熱的效果

五一橋水電站目前針對(duì)電氣設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)手段與存在的問(wèn)題

目前五一橋水電站還采用傳統(tǒng)的測(cè)溫手段，共采取以下方式進(jìn)行各電氣設(shè)備的溫度監(jiān)視：

（1）日常運(yùn)行人員巡檢、點(diǎn)檢與專業(yè)人員的重點(diǎn)巡檢；

（2）按照定期工作利用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫。

五一橋水電站溫度監(jiān)視存在的問(wèn)題：

（1）高壓開(kāi)關(guān)柜為封閉式結(jié)構(gòu)，無(wú)法進(jìn)行人工巡查測(cè)溫，紅外線測(cè)溫儀通過(guò)觀察窗進(jìn)行測(cè)溫，其數(shù)值不準(zhǔn)確；

（2）人工巡查測(cè)溫具有間斷性，無(wú)法及時(shí)觀察到電氣設(shè)備溫度的實(shí)時(shí)情況。

以上存在的問(wèn)題導(dǎo)致不能及時(shí)準(zhǔn)確的了解電氣設(shè)備運(yùn)行狀況，易發(fā)生不必要的電氣事故。

優(yōu)化方案

采用無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，結(jié)合五一橋水電站實(shí)際情況，仔細(xì)斟酌，綜合比較，優(yōu)化電站的測(cè)溫系統(tǒng)：

首先針對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，五一橋水電站共有11套10.5kV開(kāi)關(guān)柜，對(duì)柜內(nèi)觸頭進(jìn)行安裝無(wú)線溫度傳感器（A、B、C三相靜觸頭安裝傳感器，共計(jì)33個(gè)），具體位置如圖3 10.5kVI段、圖4 10.5kV II段和圖5 10.5kV III段（注： 為安裝無(wú)線測(cè)溫元件位置）。

測(cè)溫通訊終端安裝在中控室上位機(jī)監(jiān)控配電柜內(nèi)，采用導(dǎo)軌式安裝，溫度監(jiān)測(cè)預(yù)警工作站軟件安裝在工業(yè)電視監(jiān)控電腦內(nèi)。通訊終端負(fù)責(zé)接收各無(wú)線溫度傳感器發(fā)出的溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)線，將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)工業(yè)電視監(jiān)控電腦，通過(guò)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作站進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

該系統(tǒng)具有如下使用特點(diǎn)：

（1）準(zhǔn)確，可靠地監(jiān)測(cè)各觸點(diǎn)溫度，現(xiàn)場(chǎng)溫度和報(bào)警信息實(shí)時(shí)傳輸至電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；

（2）可根據(jù)監(jiān)測(cè)部位不同，對(duì)各傳感器的報(bào)警值進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置；

（3）監(jiān)測(cè)點(diǎn)與接收設(shè)備之間無(wú)直接聯(lián)系，無(wú)絕緣問(wèn)題，不受日光或其他光照影響；

（4）免維護(hù)安裝，簡(jiǎn)便安全，一次完成，無(wú)需任何其他操作；

（5）多種報(bào)警模式選擇，便于及時(shí)采取措施，減少直接跳閘停電，防范于未然，減少直接跳閘停電損失；

（6）記錄功能，可對(duì)故障點(diǎn)現(xiàn)象描述和處理過(guò)程提供錄入功能，方便后期進(jìn)行事故分析；

優(yōu)化原則

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，并考慮到系統(tǒng)投資的長(zhǎng)期效益，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原則如下：

（1）實(shí)用性：設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的實(shí)用性，滿足正常運(yùn)行需要。

（2）可靠性：系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟高科技技術(shù)，讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高。

（3）先進(jìn)性：無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸，減少了封閉式開(kāi)關(guān)柜的布線需要，節(jié)省了人力物力，達(dá)到了優(yōu)化目的。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)施該優(yōu)化方案后，改變了傳統(tǒng)的測(cè)溫手段，運(yùn)行人員能夠在中控室上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備的實(shí)際溫度，在日常工作中對(duì)溫升曲線進(jìn)行分析，及時(shí)掌握電氣設(shè)備運(yùn)行工況，做好事故預(yù)想，并且為電氣設(shè)備運(yùn)行提供溫度數(shù)據(jù)，對(duì)溫度升高等不良現(xiàn)象能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，避免事故擴(kuò)大化，造成不必要的損失。