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由于GIS具有完全密封、工作电流大、体积较小等特点,设备内部散热性能不佳。一旦出现接触不良等状况,会导致触头过热,进而引发设备故障,对电网运行造成不良影响。因此有必要对GIS运行中的内部温度进行分析评估,实现对GIS内部的温度监测,提前判断GIS内部是否有触头接触不良等异常状况,为电网的安全平稳运行提供有效的保障。

对于GIS内部接头的异常发热故障,其中母线接头为固定连接,其故障主要为安装不到位,或是震动造成的松动,导致通电电阻增大过热;开关和刀闸接头一般为插接式触头,当电气动作不到位或绝缘栏杆动作异常造成公触头、母触头接触间隙超出安全裕度值,造成触头处的温度值出现异常。另外,大部分的异常放电均发生在盆式绝缘子和支撑绝缘子接头处,而局部放电带来的危害之一为热效应,加速绝缘热劣化。接头的故障发热或过载发热一般不容易发觉,但是一旦发生故障,将严重影响电网的安全。

光纤测温系统对导体外壳热点位置和接头连接位置共6个位置的温度进行实时监测,首先对每个热点的温度信号的采集:根据光纤温度传感器的特点,导体壁的6个温度热点可以使用6支光纤温度传感器进行采集,其中盆支撑绝缘子左侧两个测点采用点式光纤测温传感器,外壳温度测量采用荧光光纤光纤测温传感器。

光纤探头前后,GIS内部电场受光线材料影响较小,气体绝缘中最大场强值无明显差异,认为光纤直接测温的方式对电场分布无不利影响,从电场的角度考虑,认为直接测温方式可行。

设计实现的光纤测温系统,主要技术指标如下:

(1)测温点个数:8个;(

2)测温范围:-40~200℃;(

3)测温精度:≤±1℃;(

4)温度分辨率:0.1℃;(

 

在保证气密性的前提下,直接测温具有准确性高、数据直观等优点。根据GIS内部运行电场分布特性和接头热点确定安装和走线路径,可保证测温系统运行安全可靠。装置设计根据国网公司企业标准《变电设备光纤温度在线监测装置技术规范》等相关标准规范进行,在变电站智能化实际应用中具备较好前景。目前本装置已通过第三方监测实验。

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