摘要：励磁系统的安全稳定运行影响着电力系统的运行经济指标，更与发电机及电力系统的稳定性密切相关。励磁装置为高温大电流设备，过高温对元器件的加速老化及损坏尤为明显，为保证励磁系统的安全稳定运行，对励磁装置的在线测温及实时报警就很有必要。针对五强溪电厂励磁系统在线测温装置，介绍其测温原理、硬件配置及网络构建、软件运行、现场施工布置及运行维护等方面，详细论述励磁在线测温技术的应用，供同行参考。
关键词：励磁系统；高温大电流在线测温；五强溪电厂
Wuqiangxi Hydropower Plant excitation temperature measurement technology application online
Xie Wenyu
Wuqiangxi Hydroelectric plant, Huaihua, China, 419635
Abstract：The safe and stable operation of excitation system affects the operation of the power system economic indicators, more closely related to the generator and the stability of power system. Excitation device for high temperature and high current equipment, particularly high temperature accelerated ageing of components and damage, to ensure the safe and stable operation of excitation system, online temperature measurement and real-time alarm for the excitation device is necessary. Excitation system in five stream power plant on-line temperature measuring device, its temperature measuring principle, hardware configuration, software and network operation, site construction layout and operation, maintenance of excitation is discussed in detail the application of the online temperature measurement technology, for the colleague reference.
Key word：Excitation systemHigh temperature and high currentmeasuring temperature onlineWuqiangxi Hydropower Plant
1 引言
五强溪电厂为湖南最大水电厂，以发电为主，兼有防洪、航运等综合效益。装机容量1250MW（5×250MW），为华中电网骨干调峰调频电厂1994年12月第一台机组发电，1996年底全部机组投产。五强溪电厂励磁系统为奥地利伊林公司生产的Thynes自并励励磁系统，运行至今设备老化问题日益明显，出现过模块告警、可控硅保险熔断、风机故障跳闸、起励电源故障、交流进线开关老化触头接触不良等缺陷。首先是励磁系统运行年限过长，其次与高温运行环境加速元器件老化密不可分。在线测温装置不仅可以监视励磁系统的运行环境，而且对于元器件故障导致的异常温升发出告警，及时采取措施进行检查，防止事故的进一步扩大和非停，为励磁系统的安全稳定运行提供保障。五强溪电厂2011将2号机励磁系统改造成国电南瑞科技股份有限公司生产的NES 5100自并励励磁系统，2014年5号机励磁系统改造成其生产的NES 6100自并励励磁系统，2015年1号机励磁系统改造成其生产的NES 6100自并励励磁系统，并加装了在线测温装置。2016年将3，4号机励磁系统改造成其生产的NES 6100自并励励磁系统，并加装了在线测温装置。并对2，5号机励磁系统加装了在线测温装置。
2 测温装置组成及原理
2.1测温装置组成
测温系统主要由和时利厂家提供的WBT501系列点式光纤测温系统，包含WBT501M集中监控主机一台、WBT501D（光纤测温温度采集装置，与光纤探头相连）、WBT501P光纤测温显示仪（安装在柜子上用于连接WBT501D）、报警输出单元一台、（与集中监控主机相连）上位机一台（联想电脑主机与显示器）。
测温仪通过解调感温光纤传感器探头携带的温度信息的光信号，将其转化为温度数值，再通过CAN总线上传到监控主机，完成对被测部位温度的监测，同时还能够根据报警设定发出报警信号。
图1 系统结构图
WBS-100光纤传感器、WB501D光纤测温仪、WB501P操作面板、WB501M集中监控主机和WB综合管理软件等部分组成。
2.2 测温原理
图2 测温工作原理
（1）光源发出一束光脉冲，通过耦合器调制后射入光纤传感器中；
（2）光纤传感器的探头里有一段掺杂了CdS材料的光纤，该掺杂光纤在接收到光源脉冲后会辐射回一种特定波长的光信号，该光信号的强度随着温度的升高而增强；
（3）信号处理电路对掺杂光纤辐射回来的光信号的强度进行分析、计算后得出被测点的实际温度。
2.2.1 WBS-100光纤传感器
WBS-100光纤传感器将被监测部位的温度信息转换为光信号，并传送给WB501D光纤测温仪，光纤传感器的探头尺寸极小，可直接安装在被测点上，测温准确，响应迅速；其尾纤选用柔软、坚固的特制光纤，它具有传输带宽高、信号稳定、抗电磁干扰、抗挠曲、抗冲击强度高和连接快捷等优点。
2.2.3 WBT501P操作面板
WBT501D光纤测温仪可以接1至9路光纤传感器，通过CAN总线与AT501M主机连接实现远程监控，也可以通过配接的操作面板独立工作，操作面板具有设置（设备地址、测温通道开闭、报警温度、故障检测等设置操作）、显示、报警、消音和复位功能。
图4 WBT501P 外观图
2.2.4 WBT501M集中监控主机
WBT501M集中监控主机（电气火灾监控设备）是WBT501D光纤测温仪的上级管理设备，可对WBT501D进行数据浏览、系统设置、报警设置等远程监控和操作，
WBT501M集中监控主机可同时监控管理64台WBT501D光纤测温仪，可以对系统上所有监控点的工作状态进行监测，采用黄、绿、红三种不同的颜色分别表示监控点故障（不在线）、通讯及测量参数正常、监控点报警等状态。
WBT501M集中监控主机实时采集CAN总线上所有WBT501D的温度、报警、故障等数据，并通过以太网接口送入上层管理系统或是MIS、SCADA、DCS等管理系统；当有火灾发生时，还可以把每个测温点的火灾报警信号通过继电器节点送入消防火灾报警系统。
对于测点的选择主要考虑高温大电流部位，以及保护用电阻元器件，然后对整体运行环境及冷却器出口风温的检测。测点要全面检测到励磁系统的运行状况，对不同部位设置不同报警值
表3 测点报警温度
定期在监控主机查看各测点历史温度趋势，以此来判断各部位的运行状况，若有异常，则现场查看及利用停机机会进行检查。
3.2光纤传感器布置注意事项
当开关柜触头为鸭嘴式触头以及铜排接头时可用夹具固定传感器。用夹具固定传感器时先将传感头插入到传感器孔位里，再将夹具套在铜排上面，最后扭紧螺丝使传感头和铜排紧密接触即可。
注意事项：
1在扭紧螺丝时不可用蛮力，以免传感头受力过大被挤破。
2如果想把传感头从卡箍中拔出，要用小螺丝刀从底部用力拨动，切不可直接拉着尾纤往外拔。
图8 夹具实物图
3用清洁布将传感器在铜排、触头或是连接点上的安装部位擦拭干净，不能留有任何油污或是灰尘。
4预装有小扎带的粘性固定座均匀地粘到光纤传感器尾纤的敷设路径上，要保证敷设路径横平竖直。走线要求横平竖直，避开绝缘子。
图9 粘座安装示意图
5使用尼龙扎带固定尾纤时，不可收缩过紧，以免损伤尾纤。并将固定尾纤的扎带尾巴剪掉，并扔至柜外。
6为了不影响柜内的电气分布和日后的柜内检修，同时保证当日后柜体检修时传感器、尾纤、光纤等也不易被碰到，柜内的所有尾纤要尽量沿着柜体角落走线，或是跟柜内二次线捆扎在一起。所有走线要横平坚直，且在拐角处圆滑处理，不能对光纤进行弯折，完成固定后要将扎带的多余部分剪掉并扔进柜外垃圾篓。
7多余尾纤的处理：传感器安装完毕后，需处理多余的尾纤。将多余的尾纤盘成圈，并用扎带扎紧。
参考文献
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论文作者:谢文宇
论文发表刊物:《防护工程》2017年第32期
论文发表时间:2018/3/21
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