光纤测温技术在变电站高压开关柜中的应用概要

1、AutomationAutom日伽T,11R.S.2J2 1 - 1 p*电站测退子敝统来4的温度比洲亨附温痔据库，具有显示存嘯.听史敦播直伺,许多电气事故是由于设备或连接处过热而发生的，并且几乎所有的电气故障都 伴随着故障点温度的变化。高压 开关柜由于过流或接触不良造成触头、接点过热 是一种严重的事故隐患，轻者造成线路断电，重者引发爆炸和火灾，严重影响生产安 全。从过热开始到事故发生一般会有一段时间过程,如能及早发现温度异常并及时 处理,将大大减少电气事故。对电气设备的运行温度，尤其是敏感位置温度的监测是 故障预警和预防事故的重要手段。衡水供 电公司大营变电站采用了 变电站高压开 关柜光纤在

2、线测 温系统”可以将感温光纤直接安装在开关柜的静触头、母线、接点上，实时、准确、连续地监测各点的运行温 度,从根本上解决金属全封闭开关柜不 能进行红外测温的 问题。监测数据通过网络上传，实现远程监控，在出现过 热时发出 预警,指导消缺检修，把事故消灭在萌芽中。1原理简介变电站高压开关柜光纤在线测温系统”采用分布式光纤感温方式，其原理是利 用光在光纤中传输时产生的自 发喇曼（Raman散射和光时域反射（OTDR原理来获取空间温度分布信息。当在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲时，它在光纤中向前传输的同时不断产生后向喇 曼散射光波,这些后向喇曼散射光波的强度受所在 光纤散射点的温度影响而有所改变，

3、散射回来的后向喇曼光波经 过光学滤波、光电 转换、放大、模-数转换后,送入信号处理器及计算机，系统便可将温度信息实时显 示出来，同时根据光纤中光波的传输速度和后向光回波的时间对温度信息定位。2系统构成光纤测温系统”由位于集控中心的一台 变电站温度监测服务器”以下简称 测 温服务器”与位于变电 站的 光纤测温子系统”以下简称 测温子系统”构成,利用公 司现有的MIS网作为数据传输的通道。测温服务器”的功能是:通过网络定时自动采集变机、显示器、测温光纤等设备。完成变电站内各监测区域及监测点的温度采集功能，并具有显示、存储、报警阈值 设定、通信和报警功能。当某个监测点发生 过热异常时，变电站内的测温

4、子系统发出报警信号，同时向测温服务器 发出报警信息， 测温服务器收到报警信息时，显示该报警信息并发出报警信号。其中连续分布全光纤测温仪”是系统的核心，其原理框图如图1所示。工控机根据设定的参数自动采集各个监测点的温度数据，存入数据库，还能随时响应供电公司测温服务器的指令，具有图形显示界面。当监测点有异常时进行本地 报警,同时报警信息通过MIS网上传到测温服务器。3项目实施衡水供电公司经过充分的调查研究和现场勘察，决定在110 kV大营变电站10 kV开关柜中安装一套“ DS9TS-XB光纤测温系统”。系统安装于一台19英寸机 柜中，机柜和变电站中其他控制屏并排放置，感温光纤环安装在开 关柜温度

5、敏感点上， 工控计算机通过网络与杨故监控中心的测温服务器相连。大营变电站共设计有40面全封闭高压开关柜，在每面开关柜中，从母线到出线 电缆依次为：母线侧隔离开关-开关-线路侧隔离开关-出线电缆。考虑到隔离开关 进行拉合操作时活动频繁，最容易产生接触不良而导致发热，所以选择测温点如下: 分别在每相隔离开关的上下口部位设 置测温点，共计12点。其它硬连接部位未布置 测温点。感温光纤绕环由250卩m直径裸光纤制作，利用绝缘扎带及导热胶固定在测温 点上，以保证尺寸纤细、测温准 确。直线或曲线敷设的光纤为直径 0.9 mm的耐高 压绝缘感温光纤,使用绝缘扎带及导热胶固定。从开关柜光纤入口端到测温主机的光

6、出口由4mm直径铠装光缆连接。光纤测温技术在变电站高压开关柜中的应用王宁,华北电力大学，河北省衡水供电公司 刘廷众，河北省衡水供电公司图1光纤测温仪原理框图2010年第10期总第281期大营变电站中的测温子系统工控机网口通过网络线接入光端机，由此进入MIS网络，设置在杨故集控中心的测 温服务器的网口也与MIS网络连接，运行服务器软 件,可按要求查看大营变电站测温子系统信息，并具有温度监 测、历史数据查询和超 阈值报警功能。4效益分析变电站高压开关柜光纤在线测温系统”于2007年10月在大营变电站10 kV系 统安装调试完成后，系统运行稳定，性能可靠，实现了带电设备过热在线监测、信息共 享，不仅

7、节省了大量的人力和物力，而且从根本上解决了全封闭高压带电设备过热监 测难的问题，为开关柜预防性 检修提供参考依据，对安全生产提供有力保障。4.1安 全效益对过热事故隐患及时报警、准确定位、发现温度异常并及早采取措施，杜绝了开关设备烧损或爆炸等恶性事故的发生，对安全生产提供有力保障。彻底解决了全 封闭高压开关柜带电设备过热缺陷难以检测的问题，消除了设备 温度监控的盲区，使 工作人员可以更准确的掌握设备状 态。减少了人员巡检次数，提高了监测水平，减小 了劳动 强度。4.2管理效益通过对设备过热隐患及时报警，提高了检修的针对性 和检修效率，避免了盲目的 检修。监测与报警信息通过 MIS网实时上传监控

8、中心 测温服务器”实现设备状态 的远程监控。为实现全部高电压设备在线监测、状态检修 做准备,提高了设备管理 水平。（责任编辑：张峰亮1当前网络设备管理的缺陷目前兴化市供电公司网络设备管理均是在网络运行正常的情况下，基于网络进行远程管理维护。若发生故障导致网络中断，则必须去现场进行诊断分析，根据分析 结果调配相关部门人员及资源，故障处理速度较慢，效率较低。根据网络设备日常维 护经验进行分类总结，常见故障如下:网络设备断电；网络通信发生故障；网络设备发 生故障，设备无法正常加电或加电异常；网络设备端口流量 异常,导致端口堵塞，设备 与外部不通；网络设备CPU负载过高,无法远程登陆该设备进行维护；网

9、络设备丢失 配置或进入Rommon状态；变电所或供电所一台或多台电脑 由于病毒原因导致网 络异常;终端电脑系统故障。本文设计了一套解决方案，利用原有农网2M通道,建立一种开放式并能够向企 业网络管理者提供统一接口的 数据传输网络，实现对所有农网网络设备远程管理。2系统方案设计在局端服务器上构建一个或多个虚拟串口 ，这些虚拟 串口的操作和真实串口操 作一样，在各变电所或供电所交 换机上配备一台串口服务器，局端通过2M专用通道 连接各串口服务器。当信息网络发生故障，无法从电力信息网络 远程管理信息网络 设备时，在局端将TCP/IP管理信息通过2M专用通道传输到各节点串口服务器,由串 口服务器将TC

10、P/IP数据转成串口数据，从而实现对网络设备的管理。3串口服务器实现功能串口服务器是一种通信协议转换器，它设有两类通信 端口 :一类是标准 RS232/422/485格式的串行端口，端口数为116个,远程的农村电力信息网网络设备 Con sole 口为此类端口 ；另一类是RJ45以太网口，通过STP网线将串口服务器接入 局域网的交换机等设备中，因局端服务器亦连入此局域网，故可对远程网络设备进行 实时控制。串口服务器在工作中可自动地将 RS232/422/4格式的串行 数据与基于 TCP/IP协议的以太网数据包进行透明转换。一 方面，串口服务器收到来自某一串行 端口的现场数据，端口号判断完毕后将其连同实时数据一并打入TCP/UDP数据包,加入报头地址通过以太网口进行网络上传；另一方 面，串口服务器在局域网中捕获合 法的数据协议包，通过解包解析出有效控制信息，通过局端服务器指定的串行端 口将 控制命令以串行数据的方式传送给远程网络设备。4结束语本文主要介绍利用网络、 Windows服务和串口的数据 通信