烏海電業局寶山變電站連續分布全光纖測溫系統的應用

李恩明　溫慧潔　溫治明

摘 要：當前，我地區由于工業園區的不斷發展，電氣設備的檢修工作較為頻繁，定期進行預防性試驗，根據試驗結果來判斷設備運行狀況，從而確定其是否可以繼續投入運行。長期以來，堅持預防性試驗對電力系統的安全運行起到了很大的作用，但隨著電力系統的大容量化，高電壓化和結構復雜化；隨著工農業生產的發展和用電部門重要性的提高，對電力系統的安全可靠性指標的要求也越來越高。這種傳統的試驗和診斷方法已顯得越來越不適應。隨著科學技術的進步，DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系統由布設在現場的光纖或光纜感溫，實現了長距離敷設光纖上各點溫度的實時監測，具有在高電壓、強腐蝕、核輻射和強電磁干擾等惡劣環境下工作、可進行連續空間測溫等顯著優點，人們已經發現，此技術可以解決上述問題，達到電力系統的要求。

關鍵詞：光纖；感溫；測試；應用

1 制定創新管理方案

在烏海電業局在局領導的高度重視下，由生產技術處牽頭，抽調各單位技術能手，組建變電站寶山變電站分布式光纖在線測溫系統 DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系統由布設在現場的光纖或光纜感溫項目研發小組，并在外協單位的配合下，制定并開展了對寶山220kV變電站連續分布全光纖測溫系統的工作。它對高壓開關柜電氣接點、電纜等設備的過熱敏感點的溫度實施在線監測和預警，將數據遠程上傳，可及時掌握各被監測對象的故障趨勢，進行智能分析，準確定位，便于事故隱患及早發現，及時處理，從根本上解決供電系統的過熱故障問題，保證設備的安全運行。同時，對指導電氣設備檢修工作，減少非計劃停電，降低運行成本，防止火災、爆炸事故的發生，保障企業安全生產等都具有重要的意義。

2 總體概況

220kV寶山變電站需要監測溫度的設備主要有：

（1）35kV室內小車開關柜，I母、II母、III母、IV母、V母、VI母合計35面小車開關；（2）站內電纜溝1500米（根據現場實際情況配置）。

在變電站系統中，35kV高壓開關柜運行時由于過流或接觸不良造成電氣接點、觸頭過熱是常見的事故隱患，如不能及時發現和處理，輕者造成線路斷電，重者會引發爆炸與火災等惡性事故，嚴重影響企業正常的安全生產，給企業造成重大損失。而且，高壓開關設備電壓高，電磁干擾大，需要監測的溫度點數量多，用一般的測溫方式無法達到全面監測，并且工程難以實施。

變電站系統中敷設有電力電纜，電纜中間頭和終端頭容易過熱，如不能及時發現和處理，會引發火災等惡性事故，是影響生產安全的因素之一。

綜上所述，為確保220kV寶山變電站系統相關設備的安全運行，應采用先進可靠的技術手段，對設備的運行實時在線監測，通過設備過熱預警發現故障隱患，杜絕設備燒損、爆炸和火災，把事故消滅在萌芽中。

3 硬件配置、設備實施信息

測溫系統使用1套光纖測溫主機，安裝在設備控制室，分別連接2路光纖光纜以滿足監測220kV寶山變電站35kV開關柜和站內電纜溝。具體布置如下：（1）第1路光纖環監測：變電站35kV室內小車開關柜，合計35面；（2）第2路測溫光纜監測：站內電纜溝1500米（根據現場實際情況配置）。

系統軟件分兩部分：一是主系統軟件，以圖形界面和溫度分布曲線形象直觀地實時顯示開關柜各接點溫度分布情況及電纜溝的溫度實時狀況，并能夠記錄查詢歷史數據、對比分析溫度變化趨勢、設置報警閾值、進行系統維護；二是遠端計算機運行程序，數據信號可傳輸至控制中心，可以隨時查詢監測結果。

對于設備的使用：保證測試方法的合理性和測試手段的可靠性。

4 寶山220kV變電站光纖測溫系統結構框架圖

4.1 DSC-DTS-XB系統功能

實現各種設備過熱故障（特別是高壓設備帶電接點過熱故障）的實時在線監測及早期預警，防患于未然。發生過熱故障前，系統對各被監測點的故障趨勢進行智能分析，并準確定位，指導檢修工作。顯示器直觀顯示電纜、設備、母線被監測點的具體位置及名稱，進行實時連續的溫度監測。保存并可隨時查詢歷史數據，打印報表，有利于經驗的積累和為事故趨勢分析提供依據。系統具有局域網絡接口，可聯入企業MIS系統或其他網絡系統，實現信息共享。

4.2 電力電纜過熱監測的應用（見圖2）

4.3 高壓開關柜過熱監測的應用

由“DSC-DTS-XB連續分布全光纖測溫系統”構成的“高壓開關柜過熱故障在線監測預警系統”可以將感溫光纖直接安裝在開關柜的靜觸頭上，實時、準確、連續地監測各觸頭的運行溫度，在出現過熱時發出預警，明確顯示故障點位置，指導消缺檢修，把事故消滅在萌芽中。

4.4 高壓開關柜過熱監測的應用（見圖4）

5 項目的優勢

該系統為減少檢修次數、降低檢修費用、最大限度地延緩檢修周期，為電力系統運營管理部門真正實現狀態檢修，進而提高設備的營運率和電網的安全運行提供了強大的技術支撐。

連續分布全光纖測溫系統是針對開展高壓設備狀態監測是智能變電站建設的重要特征之一；在準確地獲得了高壓設備運行的特征狀態后，結合電力企業自身發展狀況，以安全、環境、效益等為基礎，通過設備的狀態評價、風險分析、檢修決策等手段開展設備檢修工作，可以有效控制設備的管理與運維成本，也是電網運行管理的必然趨勢。

創新點：“變電站分布式光纖在線測溫系統”對高壓開關柜電氣接點、電纜等設備的過熱敏感點的溫度實施在線監測和預警，將數據遠程上傳，可及時掌握各被監測對象的故障趨勢，進行智能分析，準確定位，便于事故隱患及早發現，及時處理，從根本上解決供電系統的過熱故障問題，保證設備的安全運行。同時，對指導電氣設備檢修工作，減少非計劃停電，降低運行成本，防止火災、爆炸事故的發生，保障企業安全生產等都具有重要的意義。

運行效果：項目建成后，管理系統對設備的健康狀況進行評價和分析，對有關數據進行融合，建立高壓設備運行與檢修管理數據中心。生產處、安監處、檢修一處、調度處、變電管理處均可以通過遠端的計算機查看在線監測系統。實時監測安裝了在線監測設備的運行狀態。在統一的綜合數據平臺下，結合其它生產和管理系統，提取相關設備的有效信息，實現對高壓設備的狀態遠程實時在線監測和診斷，制定設備維護和狀態檢修策略，運行良好。

經濟效益分析：（1）能有效避免周期性計劃檢修帶來的弊端，合理安排生產和檢修，做到應修則修，修必修好，從而節約大量的設備維修資金和停電檢修時間，創造更大的安全和經濟效益。（2）減少設備停電試驗和維修的盲目性，從而減少設備因檢修而引發故障的可能性，使設備維護更加科學，并延長設備運行壽命。（3）顯著減少停電時間和試驗操作，提高電力系統的供電可靠性和經濟性。（4）實時、準確地反映設備在運行電壓下的性能和健康水平，能夠及時發現設備運行中的潛伏性缺陷，防止突發性事故發生，有效提高設備運行水平和可靠性，降低設備事故率，顯著減少突發性事故。（5）尋求出分布式光纖在線測溫系統在電力單位的運行經驗，為實施以在線監測為基礎的狀態檢修提供科學的依據。

作者簡介：李恩明（1960-），男，內蒙古烏海市，內蒙古烏海市電業局變電管理處，助理工程師，大專，研究方向：電力系統自動化。