變壓器是重要的電器設備,在設備長期運行過程中,變壓器內(nèi)連桿、固定件、線圈和鐵芯等部位因電阻、漏磁等因素影響而發(fā)熱,這種發(fā)熱進而會引起油溫的升高,導致變壓器絕緣油分解,影響油質(zhì)量量,增加變壓器內(nèi)壓力,降低絕緣油的絕緣性能,引起變壓器爆炸燒毀,造成事故和大面積停電。變壓器正常工作狀態(tài)下,絕緣油的溫度在105℃以內(nèi),線圈繞組溫度在140℃以內(nèi),局部輕度過熱170至200℃,局部重度過熱300至400℃,部分連桿和固定件溫度可達700至1000℃。通常,油溫、繞組溫度與環(huán)境、負載情況有關。
過去,由于變壓器內(nèi)高絕緣要求和內(nèi)部的高電磁干擾,這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測,只能夠監(jiān)測到整體的油溫,或者分析絕緣油分解為成分氣體的含量來判斷油溫等,無法判斷確切點的溫度,從而無從判斷過熱的原因,也無法判斷局部過熱重要和非重要性,所以無法提前預測到事故隱患,也不能對變壓器的結(jié)構設計給出合理的建設性的意見。
變電站的高壓開關柜是重要的電器設備。35kV高壓開關柜作為電力系統(tǒng)應用數(shù)量較多的導流設備,在設備長期運行過程中,其中元器件因氧化、灰塵、松動、過負荷、接觸不良等原因都會引起發(fā)熱,發(fā)熱部位容易造成安全隱患。開關柜中的觸點和母線排連接處等部位因老化或接觸電阻過大而發(fā)熱,而這些發(fā)熱部位的溫度無法監(jiān)測,由此最終導致火災事故。高壓設備刀閘等部位的連接是否緊密,開關表面是否氧化腐蝕、緊固螺栓是否松動等問題都無法在運行時發(fā)現(xiàn),而這些都是造成高壓設備過熱甚至出現(xiàn)嚴重事故的誘因,如何通過對溫度的在線監(jiān)測來避免事故的發(fā)生就成為目前的主要問題。通過監(jiān)測開關柜內(nèi)觸點溫度的運行情況,可有效防止開關柜的火災發(fā)生。目前采用日常人工巡視和紅外測溫,但由于開關柜為封閉式結(jié)構,內(nèi)狹小,人工巡檢柜內(nèi)就成為盲區(qū),紅外測溫必須與待測物體保持一定距離,且受環(huán)境影響較大,測量誤差較大。所以使用熒光光纖測溫裝置來實現(xiàn)溫度在線監(jiān)測是保證高壓開關柜安全運行的重要手段。
考慮到高壓開關柜空間狹小、封閉結(jié)構、不易測量、高壓等特點,分析高壓開關柜環(huán)境下易發(fā)生故障的部位和生成形式,并對故障機理進行研究,進行有限元溫度分析;提出一種熒光光纖在線溫度監(jiān)測技術,將光纖溫度傳感器放置在開關柜內(nèi)部的高壓觸點上,從根本上解決高壓開關柜內(nèi)觸點運行溫度不易監(jiān)測的難題。
光纖在線溫度監(jiān)測技術采用光纖感應和傳輸溫度信號,光纖具有優(yōu)異的絕緣性能,傳感器采用特殊的封裝工藝,不會導致傳感器被電壓擊穿,工作穩(wěn)定。能夠安裝在變壓器內(nèi)核心結(jié)構以及開關柜內(nèi)的高壓熱點溫度連接處,光纖溫度傳感器能夠直接安裝到開關柜內(nèi)的高壓觸點上,實現(xiàn)了開關柜溫度的在線監(jiān)測,準確的在線測量高壓觸點的運行溫度,從根本上解決了高壓開關柜內(nèi)觸點運行溫度不易監(jiān)測的難題。采用光纖琺珀溫度探測技術, 克服傳統(tǒng)溫度監(jiān)測的缺陷,直接測量變壓器、高壓開關柜可能熱點位置的溫度。
熒光光纖實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)具有以下技術特點:
1、抗電磁干擾、抗腐蝕,安全穩(wěn)定;
2、實現(xiàn)監(jiān)測現(xiàn)場無電信號,可靠性高;
3、壽命長;
4、實時,全天24小時監(jiān)護;
5、簡便可靠的多種報警方式;
6、兼容性、擴展性好。