（国网蒙东电力公司检修分公司伊敏流站 内蒙古呼伦贝尔 021134）
摘要：直流输电工程中由于换流变阀侧套管的铜铝接头在套管内部，且套管接头有均压罩包裹，无法准确测量套管温度。伊敏换流站阀厅空调系统电源接触器由于温度过高，曾两次烧损，因大负荷设备运行过程中易发生温度过高的情况，且不能实现温度实时监测，为运行监视工作带来了较大困难。针对以上情况，本文提出了增加无线温度在线监测系统解决办法，经过实际应用，无线温度在线监测系统实现了温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测，实现换流站重要设备运行温度的自动管理，为换流站的设备运行提供数据支持。
关键词：无线温度在线监测系统；直流输电工程；换流站阀厅；温度监测；
1 概述
±500kV伊敏-穆家（呼辽）直流输电工程是东北地区第一个超高压跨区直流输电工程。2006年7月开工建设，2010年9月30日正式投运。工程线路全长913kM，送端站为伊敏换流站，受端站为辽宁穆家换流站，设计额定直流功率为3000MW，额定直流电压为±500kV，额定直流电流为3000A。共有±500kV直流出线1回，500kV交流出线4回，500kV交流场采用3/2接线方式，共6串，其中4个完整串，2个不完整串。
2012年6月28日，伊敏换流站极I直流系统闭锁，原因为伊敏换流站极I Y/Y B相换流变阀侧套管存在缺陷，其套管顶部1/3处铜铝接头发热，导致套管主绝缘击穿放电，直流系统闭锁。但由于铜铝接头在套管内部，且套管接头有均压罩包裹，因此无法准确测量套管温度。另外，伊敏换流站阀厅空调系统电源接触器由于温度过高，曾两次烧损，由于大负荷设备运行过程中易发生温度过高的情况，且不能实现温度实时监测，为运行监视工作带来了较大困难。针对这种情况，伊敏换流站决定对重点设备实施温度在线监测，但由于换流变套管等设备无法实现有线温度传导，在进行了大量调研和讨论后，决定实行无线温度监测，解决重点设备温度监视问题。
2 技术方案
本文主要为解决换流站重点设备温度监测问题，在容易发热但不易监测的设备上加装了无线温度传感器，达到了实时监测重点设备温度，了解设备运行状态，掌握设备运行趋势的目的。温度在线监测系统主要由无线温度传感器、数据采集传输基站、监测后台构成，下面主要介绍技术方案及原理、理论依据。
无线数据传输基站一般安装在室内，同时应安装在远离带电设备、导线的墙体、立柱，尽可能使基站信号覆盖范围广、电磁波视线良好的地点，安装位置通常应尽量控制在高度为2.5～3米的位置，便于安装、调试维护。如图1所示。
图1 无线传输基站安装图
无线数据传输基站用于收集各类传感器的无线信号，并通过RS-485总线、以太网将数据传送给控制主机。它由MCU、RS-485接口、2.4GHz数字RF收发器、宽输入DC/DC直流稳压电源、IP67封装外壳和高增益定向天线等组成[1]。双通道无线链路构成空间分集，提高了数据传输的可靠性好环境适应能力，技术参数如表1所示。
无线温度在线监测系统通过将无线温度传感器直接安装在套管及电缆接头上，传感器将采集到的温度信息传送至无线数据传输基站，基站接收、汇聚周边传感器节点信息并传送至后台主机，实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测。
无线温度传感器使用2.4GHz数字无线技术平台，采用了先进的一体化、微型化封装技术，技术参数如表2所示。将无线温度传感器直接安装在电缆接头、闸刀触点、开关触点、铜排连接点、电抗器、消弧线圈、电容器外壳等处，实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测，实现变电站设备运行温度的自动管理，为变电站的安全运行提供数据支持[2]。具体尺寸如图2所示。
3 项目实施步骤
2012年，伊敏换流站在极I换流变套管上加装了无线温度在线监测系统，经过一年的观察，设备运行稳定，采集的设备温度信息准确，基本反映设备运行情况和温度变化趋势[3]。2013年年度检修期间，伊敏换流站将阀厅空调系统及阀水冷系统主电源回路全部加装了无线温度在线监测系统，实时监测重要设备运行温度，为设备安全稳定运行奠定了基础。现场施工安装情况如图3-图5所示。
换流变阀侧套管温度监测是换流站温度监测的重点项目之一，但换流变阀侧套管在阀厅内部，且套管接头被均压罩覆盖，无法准确测量套管接头温度，为设备的稳定运行埋下安全隐患。另外，换流站内辅助设备较多，且负荷较大，其电源回路容易发热，设备的监视、维护工作量大幅攀升[4]。
4 项目应用效果
本文研制系统为解决换流站重要设备温度监测问题，在容易发热但不易监测的设备上加装了无线温度传感器，达到了实时监测重要设备温度，了解设备运行状态，掌握设备运行趋势的目的。无线传感器利用2.4GHz数字无线技术平台，将无线温度传感器直接安装在套管及电缆接头上，传感器将采集到的温度信息传送至无线数据传输基站，基站接收、汇聚周边传感器节点信息并传送至后台主机，实现温度、温升和相间温差的高可靠实时在线监测，实现换流站重要设备运行温度的自动管理，为换流站的设备运行提供数据支持。图6和图7为实时监测界面。
5 结论
“安全生产”是电力生产永恒的主题，尤其是重特大设备运行安全管理。本在线监测系统方便了运行人员对重要设备温度进行实时监视，同时后台监视管理系统将实现实时采集报警功能，当监视设备温度达到报警定值时，在温度监视系统后台将发布报警信息，提醒运行人员对设备加强监视，并进行现场测温，了解设备运行状态，及时进行设备缺陷处理。本文研制系统旨在对原有设备进行技术改造，实现其应有功能的同时，进一步加强了重特大设备安全性，以确保人身、电网及设备的安全，在今后此类改造中可以广泛应用。
参考文献
[1]胡四泉, 杨金阳, 汪红兵, 等. 基于无线传感器网络的Modbus虚拟设备[J]. 计算机应用, 2011, 31(1): 8-14.
[2]郑建明, 霍文棋. 基于2.4G的无限温度传感器[J]. 低碳世界, 2013, 5: 50-51.
[3]乔小冬, 贾鸿益. 伊敏换流站换流变阀侧套管故障分析及处理[J]. 电工技术, 2014, (9): 187-187.
[4]郑 劲, 文闿成. 换流变压器阀侧套管出线装置绝缘分析[J]. 高电压技术, 2010, 36(5): 1184-1189.
作者简介：
吴胜利(1985-), 男, 本科, 工程师, 现从事高压直流输电的运维检修管理工作。
杨义勇(1983-), 男, 本科, 工程师, 现从事高压直流输电的运维检修管理工作。
论文作者:吴胜利,杨义勇
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
标签：温度论文; 设备论文; 在线论文; 套管论文; 伊敏论文; 基站论文; 实时论文; 《电力设备》2016年第14期论文;