乌海电业局宝山变电站连续分布全光纤测温系统的应用

李恩明　温慧洁　温治明

摘 要：当前，我地区由于工业园区的不断发展，电气设备的检修工作较为频繁，定期进行预防性试验，根据试验结果来判断设备运行状况，从而确定其是否可以继续投入运行。长期以来，坚持预防性试验对电力系统的安全运行起到了很大的作用，但随着电力系统的大容量化，高电压化和结构复杂化；随着工农业生产的发展和用电部门重要性的提高，对电力系统的安全可靠性指标的要求也越来越高。这种传统的试验和诊断方法已显得越来越不适应。随着科学技术的进步，DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系统由布设在现场的光纤或光缆感温，实现了长距离敷设光纤上各点温度的实时监测，具有在高电压、强腐蚀、核辐射和强电磁干扰等恶劣环境下工作、可进行连续空间测温等显著优点，人们已经发现，此技术可以解决上述问题，达到电力系统的要求。

关键词：光纤；感温；测试；应用

1 制定创新管理方案

在乌海电业局在局领导的高度重视下，由生产技术处牵头，抽调各单位技术能手，组建变电站宝山变电站分布式光纤在线测温系统 DSC-DTS-XB（X=1，2，4，6）系统由布设在现场的光纤或光缆感温项目研发小组，并在外协单位的配合下，制定并开展了对宝山220kV变电站连续分布全光纤测温系统的工作。它对高压开关柜电气接点、电缆等设备的过热敏感点的温度实施在线监测和预警，将数据远程上传，可及时掌握各被监测对象的故障趋势，进行智能分析，准确定位，便于事故隐患及早发现，及时处理，从根本上解决供电系统的过热故障问题，保证设备的安全运行。同时，对指导电气设备检修工作，减少非计划停电，降低运行成本，防止火灾、爆炸事故的发生，保障企业安全生产等都具有重要的意义。

2 总体概况

220kV宝山变电站需要监测温度的设备主要有：

（1）35kV室内小车开关柜，I母、II母、III母、IV母、V母、VI母合计35面小车开关；（2）站内电缆沟1500米（根据现场实际情况配置）。

在变电站系统中，35kV高压开关柜运行时由于过流或接触不良造成电气接点、触头过热是常见的事故隐患，如不能及时发现和处理，轻者造成线路断电，重者会引发爆炸与火灾等恶性事故，严重影响企业正常的安全生产，给企业造成重大损失。而且，高压开关设备电压高，电磁干扰大，需要监测的温度点数量多，用一般的测温方式无法达到全面监测，并且工程难以实施。

变电站系统中敷设有电力电缆，电缆中间头和终端头容易过热，如不能及时发现和处理，会引发火灾等恶性事故，是影响生产安全的因素之一。

综上所述，为确保220kV宝山变电站系统相关设备的安全运行，应采用先进可靠的技术手段，对设备的运行实时在线监测，通过设备过热预警发现故障隐患，杜绝设备烧损、爆炸和火灾，把事故消灭在萌芽中。

3 硬件配置、设备实施信息

测温系统使用1套光纤测温主机，安装在设备控制室，分别连接2路光纤光缆以满足监测220kV宝山变电站35kV开关柜和站内电缆沟。具体布置如下：（1）第1路光纤环监测：变电站35kV室内小车开关柜，合计35面；（2）第2路测温光缆监测：站内电缆沟1500米（根据现场实际情况配置）。

系统软件分两部分：一是主系统软件，以图形界面和温度分布曲线形象直观地实时显示开关柜各接点温度分布情况及电缆沟的温度实时状况，并能够记录查询历史数据、对比分析温度变化趋势、设置报警阈值、进行系统维护；二是远端计算机运行程序，数据信号可传输至控制中心，可以随时查询监测结果。

对于设备的使用：保证测试方法的合理性和测试手段的可靠性。

4 宝山220kV变电站光纤测温系统结构框架图

4.1 DSC-DTS-XB系统功能

实现各种设备过热故障（特别是高压设备带电接点过热故障）的实时在线监测及早期预警，防患于未然。发生过热故障前，系统对各被监测点的故障趋势进行智能分析，并准确定位，指导检修工作。显示器直观显示电缆、设备、母线被监测点的具体位置及名称，进行实时连续的温度监测。保存并可随时查询历史数据，打印报表，有利于经验的积累和为事故趋势分析提供依据。系统具有局域网络接口，可联入企业MIS系统或其他网络系统，实现信息共享。

4.2 电力电缆过热监测的应用（见图2）

4.3 高压开关柜过热监测的应用

由“DSC-DTS-XB连续分布全光纤测温系统”构成的“高压开关柜过热故障在线监测预警系统”可以将感温光纤直接安装在开关柜的静触头上，实时、准确、连续地监测各触头的运行温度，在出现过热时发出预警，明确显示故障点位置，指导消缺检修，把事故消灭在萌芽中。

4.4 高压开关柜过热监测的应用（见图4）

5 项目的优势

该系统为减少检修次数、降低检修费用、最大限度地延緩检修周期，为电力系统运营管理部门真正实现状态检修，进而提高设备的营运率和电网的安全运行提供了强大的技术支撑。

连续分布全光纤测温系统是针对开展高压设备状态监测是智能变电站建设的重要特征之一；在准确地获得了高压设备运行的特征状态后，结合电力企业自身发展状况，以安全、环境、效益等为基础，通过设备的状态评价、风险分析、检修决策等手段开展设备检修工作，可以有效控制设备的管理与运维成本，也是电网运行管理的必然趋势。

创新点：“变电站分布式光纤在线测温系统”对高压开关柜电气接点、电缆等设备的过热敏感点的温度实施在线监测和预警，将数据远程上传，可及时掌握各被监测对象的故障趋势，进行智能分析，准确定位，便于事故隐患及早发现，及时处理，从根本上解决供电系统的过热故障问题，保证设备的安全运行。同时，对指导电气设备检修工作，减少非计划停电，降低运行成本，防止火灾、爆炸事故的发生，保障企业安全生产等都具有重要的意义。

运行效果：项目建成后，管理系统对设备的健康状况进行评价和分析，对有关数据进行融合，建立高压设备运行与检修管理数据中心。生产处、安监处、检修一处、调度处、变电管理处均可以通过远端的计算机查看在线监测系统。实时监测安装了在线监测设备的运行状态。在统一的综合数据平台下，结合其它生产和管理系统，提取相关设备的有效信息，实现对高压设备的状态远程实时在线监测和诊断，制定设备维护和状态检修策略，运行良好。

经济效益分析：（1）能有效避免周期性计划检修带来的弊端，合理安排生产和检修，做到应修则修，修必修好，从而节约大量的设备维修资金和停电检修时间，创造更大的安全和经济效益。（2）减少设备停电试验和维修的盲目性，从而减少设备因检修而引发故障的可能性，使设备维护更加科学，并延长设备运行寿命。（3）显著减少停电时间和试验操作，提高电力系统的供电可靠性和经济性。（4）实时、准确地反映设备在运行电压下的性能和健康水平，能够及时发现设备运行中的潜伏性缺陷，防止突发性事故发生，有效提高设备运行水平和可靠性，降低设备事故率，显著减少突发性事故。（5）寻求出分布式光纤在线测温系统在电力单位的运行经验，为实施以在线监测为基础的状态检修提供科学的依据。

作者简介：李恩明（1960-），男，内蒙古乌海市，内蒙古乌海市电业局变电管理处，助理工程师，大专，研究方向：电力系统自动化。