《发电厂、变电所电气结点发热温度在线监测系统》可行性报告

1、 发电厂、变电所电气结点发热温度在线监测系统可行性研究报告浙江硕网电力科技有限公司一概述发电厂、变电所众多运行中的电气设备、母线及其引接线皆通过电气结头连接，运行中由于负荷电流、结点接触电阻的大小变化将直接影响到该设备及其结点的发热程度，如果电气设备及其引接导线的结头接触不良或者由于负荷的急剧增大或超载运行，将导致电气设备及其导线连接结点的严重发热，若不能及时发现处理将会引发电气设备损坏 、引接导线烧断的事故，直接威胁到供电安全。因此电力部门在运行管理和设备维修上加大投入力度外（负荷监控智能化、严格的设备检修测试制度和手段），对运行中的电气设备及其结头的温度监测一直予以高度关注，并在现场运行规

2、程中对有关电气结点温度定期检测作出明确规定。随着电网发展和电力科技进步，电力系统变电所的自动化、信息化水平的不断提高，变电所基本上实现了无人值班或少人值守，结点测温显得更为重要。然而，目前通常依靠人工巡检使用远红外测温仪定期对电气设备及其结头的温度进行试测的办法巳远远适应不了运行管理自动化、信息化的要求，迫切要求尽快研发电气结点发热温度在线监测系统这一高技术产品。发电厂、变电所电气结点发热温度在线监测系统的推广应用是电力系统自动化、信息化发展的必然要求。它不仅取代人工巡检测试，而且做到远程实时在线监测电气结点的发热状况，大大提高了变电所安全运行水平，可以防止和避免事故发生，将带来显著的社会效益

3、和经济效益。该系统不仅适用于发电厂、变电所的电气结点测温，也适用于开闭所和用电户的配电装置电气结点测温，而且还适用于其他领域的温度在线监测。应用广泛，市场潜力巨大，经济效益十分显著。二电气结点测温技术的发展及现状长期来电力部门对运行中的电气设备及其结头进行温度监测的方法和测温技术在不断发展，自上世纪60年代以来，发电厂、变电所电气设备及电气结点测温方法和技术的发展大致分为四个阶段：第一阶段：60年代、70年代一般靠运行人员巡检设备时用肉眼观察导电体颜色的变化来判断结头发热的程度。（这需要有一定的运行经验）第二阶段：80年代至90年代普遍采用示温腊片，示温腊片用不同颜色划分相应的腊片熔点温度，一

4、般选用55、70、85、95以监测电气设备及其结头发热的程度。但往往因制造腊片的材质差异而使示温腊片的熔点温度极不稳定，不能确切反映发热结头的实际温度，仅作为结头发热的大概判断，对于设备及其结头发热的程度是否达到必须仃电处理难以作出果断的决策。因此在变电运行规程中只规定：55为正常运行温度，70为运行允许温度，85为运行温度的最高极限值，95腊片有熔化迹象时应仃电检修。第三阶段：90年代末有关厂家研制出不同温度下发生相应色变的测温试纸，即示温贴纸。根据电气设备及其汇流排、引接线结头要求制成不同形状的示温贴纸片，贴在每一结头上（或母排上）替代了示温腊片，大大方便了粘贴（示温腊片粘贴一般采用油漆，

5、粘贴非常麻烦，而且运行中极易脱落）而且在每一结头不可能同时粘贴几种温度规格的示温腊片或测温纸片，一般只粘贴75或85规格的，因此供电部门在编写变电所运行规程时只设定电气设备和相关连接点（结头）允许最高运行温度不大于85。当发现85规格的示温纸片颜色变化时应引起重视，但不能进一步深入监测该结头温升的发展程度，仅作为在设备停电检修时的重点参考。另外又一最大的缺点是：这种示温腊片或示温贴纸在户外不适用，只能用于户内，因此户外设备的温度监控只能凭运行人员周期性巡视检查时用直观经验来判断发热程度（按铜、铝金属发热后的颜色变化程度）因此很难即时作出该结头发热程度的确切判断（正确判断该发热点已危及安全运行应

6、停电检修的果断决策）。往往在发现接头严重发热烧红时才紧急申请停电处理，这势必危及设备的安全运行和增加事故的几率。第四阶段：自95年开始随着高科技产品的开发，国外远红外测温仪在电力系统得到了应用，后又随着国产远红外测温仪的普及，远红外测温仪（进口、国产）在电力系统得到了广泛的应用，供电部门相关的变电运行单位（变电所、集控站）大都配备了进口或国产的远红外测温仪对变电设备及其结头进行周期性的温度检测。逐渐替代了传统的测温手段，并在运行规程中规定了定期巡检测温的时段，同时仍用示温贴纸作为补充。 虽然采用了远红外测温仪其精度提高了，但该测温仪需要人工操作设置，也有很多不便，而且在定期检测时需对每一电气结

7、头和开关设备逐个测试，无形中增加了运行人员的工作强度，而且也难免有漏测的现象，对建立完整的温度监测档案也有众多不完善的地方。 20世纪未，随着激光测温技术的应用，又使电力部门对电气设备温度的检测手段上了一个新的台阶，利用激光测温仪只要直接对准测试目标就可读出测试点的温度，大大简化了测试步骤，提高了工作效率，此方法一直延续至今，但它同样存在着用远红外测温的痹端。而且无论是远红外测温仪或是激光测温仪其价格昂贵，因此不能做到每一变电所配置一台。针对供电部门变电所多而分散的实际状况，这将大大制约对变电所众多电气设备和电气结点温度检测的实效，最大的问题，是摆脱不了人工巡视检查和逐点测试，劳动强度的，效率

8、低下。对于无人值班变电所来说，不能达到远程、实时、在线监测的要求，安全运行令人担忧。三在线监测的必要性和可行性随着电力系统自动化、信息化水平的不断提高，35KV、110KV、220 KV变电所基本上均实现了无人值班或少人值守，对于设备运行、监控、在线监测皆实施了微机化，运行管理归口到集控中心，因此对于电气设备及其结头发热情况的监测工作只能由集控中心定期到各变电所巡检时进行，监测频次相对大大减少。为了满足无人值班变电所的安全运行的要求，急需对电气设备实施在线监控、监测，尤其对电气结点发热温度的在线监测，要求做到24小时全天候实时监控。针对这一客观实际对电气设备、母线连接结点发热温度实现远程、实时

9、在线监测的技术产品的研发势在必行。 鉴于以上所述对电气设备及其结头温度监测方式不同阶段的发展变革，直至如今还没有一个成熟的产品与电力系统自动化、信息化的要求相适应。针对电力系统变电所众多的设备结头应有一套温度传感，信息转换、数据传输智能化的高科技产品，并在集控中心建立数据库，完成测温数据的收集、分析、保存、定时打印、发信等一系列程序任务。通过电气结点测温的技术论证和电力生产需求的调研，综观当前奥光公司及其电力技术研发中心所具备的电力电子、软件编程、通讯传输、图像监控等专业的技术力量并具有电力生产技术、运行管理方面有经验的人才资源优势，而且还拥有一支具有开拓进取、团结协作、创新务实精神的团队。通

10、过这支团队的努力，研发、生产、推广、应用新一代发电厂、变电所电气结点发热温度在线监测系统技术产品是切实可行的，一定能取得显著的经济效益和社会效益。四总体方案和系统组成发电厂、变电所电气结点发热温度在线监测系统主要由等电位监测探头（含CPU和无线发射装置）、基站和专家分析软件等组成。可与电力系统生产MIS及综合信息采集系统实现无缝连接，资源共享。该系统在线实时自动监测发电厂、变电所电气设备电气结点发热温度等参数，当结点发热温度上升接近限值时发出预警信号；超过允许发热温度时即发出危急报警信号。监测数据每隔（5）分钟发送一次，到达预警值后每（60）秒钟发送一次。监测数据以无线通信方式发送至基站，发射

11、距离约50m，基站之间通过无线接力的方式，最终与发电厂、变电所综合信息系统以485接口相连。系统原理框图如下： 在变电所以及发电厂结点区域里安装测温设备，并把信息发送到基站，必须考虑变电所以及发电厂自身的运行安全，以及设备的安装简便，从以上几点出发，总体方案如下：1. 温度监测探头与电气结点等电位安装，因此结点温度信息只能采用无线发送，无线发送不能影响电力的输送，所以应采用功率低，与影响变电所频谱偏差大的无线射频发射模块，基于以上方面考虑，无线射频采用频率为2.4G的射频模块，用于信息的发送，不致影响继电保护和自动装置的正常运行，以保证电力发、输、变、配电的安全。2.由于采用了高频的发射模块，

12、功耗小，但传输距离相对就受到限制，因此在一个小规模的变电所以及发电厂一个基站设备就可以满足要求，但对于规模较大的变电所或发电厂则不能满足要求，则需要中继传输，根据传输方式的不同，有两种方案可以选择：(1)有线中继：有线中继需要在设备安装区进行布线，一个区域安装一个中继设备，通过总线与基站设备进行通讯，进行数据的发送。(2)无线中继：无线中继也需要划分中继区域，但中继是通过接力的形式进行单向传输，所有中继都有优先级设置，最远的中继优先级最低，可以向任何一个中继设备发送信息，任何一个优先级高的接收到信息后，然后向更高一级的中继转发收到的信息。 系统由等电位监测探头、接力基站、主基站及系统软件组成，

13、其中系统软件包括基站接收软件及专家分析软件。系统结构图如下：（见下页）（系统结构图）系统软件包括基站系统软件和管理系统软件。基站系统软件负责接收数据，并对硬件设备进行管理，对接收到的数据进行处理，并对数据初始分析，如果温度超过允许值，系统则及时把报警信息发送到相关管理人员的手机中，以便及时进行处理，防止事故的发生。管理系统软件主要进行系统设备、监测点、系统使用人员的相关信息维护，并对历史数据进行分析。五主要基本功能及技术指标51 基本功能该系统主要用于发电厂、变电所运行中电气结点发热温度的在线监测，达到了在线实时远程智能的要求，从而可以取代人工巡检定期测温工作。不仅大大减轻了劳动强度，提高了工

14、作效益，而且克服了人工巡检不能做到远程、实时、在线监测及不完全到位等缺点。系统具有等电位监测结点发热温度及超限预报警功能。当结点发热温度达到85时，发出预警信息；达到95时发报警信息，通知有关人员及时调整负荷或尽快组织抢修处理，以防电气接头过热、烧红、烧断及相间短路等事故发生，提高了电气设备安全运行水平和供电可靠性。52 技术指标监测温度范围：0150；发热温度预警值：85；发热温度报警值：95；发射半径：200m；电池使用寿命：57年，太阳能充电板寿命10年；环境温度：-30+85；环境湿度：1%100%；六开发计划及费用预计1根据浙江奥光公司新产品开发流程，电气结点发热温度在线监测系统项目

15、开发分以下几个阶段进行：1.1市场调研、编制可行性报告； 时间：2005年8月2006年3月1.2总体设计、分部设计及样机试制；时间：2006年3月8月1.3软件设计及系统调试、检测检验；时间：2006年8月10月2资源配置：2.1研发人员由36所及电力技术研发中心高级工程师、高电压工程师、软、硬件工程师等5人组成。2.2生产检测设备主要有：高压试验设备、场强仪、数字示波仪及测温仪等。2.3 设计费（含可行性研究）10万元；研发费（含样机试制）30万元。七市场预测分析及效益评估71市场分析全国范围内发电厂、变电所星罗棋布，不计其数。电气结点发热温度在线监测系统不仅适用于大、中、小型发电厂，而且

16、适用于任何电压等级和容量的变电所；不仅适用于发电厂和变电所，而且适用于广大用户的配电装置中电气结点的发热温度在线监测，由于适用范围十分广泛，因此市场庞大，实用价值极高。现按一个中型发电厂或110KV变电所，监测点平均以三百个点计，测算如下：等电位监测探头：300元/只×300=90000元接力基站：2000元/个×30=60000元主基站：3000元/个×515000元电缆：4.5元/m×2000=9000元软件：10万安装调试费：2万合计：29.4万元也就是说，一个中型发电厂或110KV变电所实施电气结点发热温度在线监测系统，所需费用为29。4万元。而一个220KV变电所或大型发电厂所需费用，平均按有500个结点计，约在40万元左右。目前浙江省地（市）供电局所辖变电所平均就有