高寒地区特高压变电站断路器伴热带监测技术

高寒地区特高压变电站断路器伴热带监测技术摘要：伴热带用于在低温时起到对断路器外壳的加热作用，提高断路器壳体内 SF6气体温度，使断路器能够稳定运行。本文介绍了伴热带在高寒地区特高压变 电站户外断路器中的应用，所提出的伴热带采用电能量来补充被伴热体由于外部 环境引起的热量散失，设计简单、无污染、效率高能实现遥控和自动控制。关键词：伴热带；断路器；遥控；自动控制；1概述目前特高压变电站内的组合电器绝大多数以一定压力的SF6气体做为绝缘和熄弧介质1， 不同生产厂家的组合电器采用不同的气体压力，一般为0.5-0.6MPa（20C时）。但当外部环 境温度低于一定温度时SF6会出现液化现象（0.5 MPa，在-32.5C时液化）2，罐体内压力会 因SF6气体液化而下降，造成产品的绝缘性能和开断能力的下降。通过伴热带的使用可较好 解决该问题，但目前尚无有效判断伴热带是否正常工作的方法，给伴热带的运行维护带来了 很大困难3。本文简要分析了伴热带的工作原理及目前存在的问题，设计了伴热带监测系统，给出了 系统的原理，分析了系统的工作特点。本文为实现高寒地区特高压变电站户外断路器中伴热 带的在线监测提供了参考，对于提高特高压变电站断路器的运行安全可靠性具有重要现实意 义和实用价值。2伴热带工作原理及现状在高海拔的低温地区变电站，为保证断路器能够正常工作，针对SF6断路器气体液化的 现象，往往采用在断路器外壳上加装保护装置。当环境温度接近SF6气体液化温度时，通过 温控器控制加热装置自动投入或退出运行，对断路器内SF6气体进行加热，以保证断路器的 正常运行。系统结构如图1所示。图1伴热带工作原理图1图1中，温控器26H1的温度探头装设在断路器汇控柜体前檐下。温控器可以设置成手动 /自动两个档位，但正常运行条件下打到自动档位。断路器在运行时温控器启动温度为-20C， 停止温度为-15C，温控器的启动和停止温度可以整定。为了适应环境的变化，在当温度持续 下降时，达到温控器的整定温度，如图2所示：图2伴热带工作原理图2温控器?工作温度为-30C，停止温度为-25C。温控器?的安装位置与工作原理与温控器？ 相同，在正常运行时打到“自动”位置。3伴热带监测技术方案伴热带损坏或温控器没有正常启动时，伴热带将无法正常投入，运行维护人员无法从主 控室得知，给断路器的运行带来极大的风险。可采用一定的技术措施来监视伴热带回路的正 常运行，例如在伴热带回路中加入电流监视继电器JR1-4，如图3所示。不同的伴热带采取不同的电流整定值，对于断路器的伴热带当电流降低到3.4A时，延时 9000ms,断开断路器的伴热带回路。此信号会做到监控后台，一旦伴热带回路断开时，运维人 员会收到信号，进行维修。也可采取电流隔离器进行监视，已解决当温控器不能正常启动时手动迅速投入伴热带。 以ZFW52-550断路器为例，单片伴热带的工作电压为AC220V，功率为1500W，计算出工作 电流为6.8A。对伴热带的监视就是对伴热带工作回路中工作电流的监测。通过电流隔离器把 6.8A的大电流变成小电流，这样可以减少回路中的线圈发热。通过电流整定范围为2-9.99A 起控装置对采集到的电流隔离器二次输出电流进行有效判断，并输出相应的动作节点驱动节 点回路工作状态指示灯工作。图3电流监视继电器伴热带监视系统通过串入伴热带工作回路的电流隔离器来进行电流采集并对其回路的大 电流进行有效隔离，起控装置采集电流隔离器隔离后的安全电流驱动工作状态指示灯对伴热 带的工作情况进行有效监控。其原理如图4所示：图4伴热带监视原理图将LBH电流隔离器串入伴热带工作回路中，并通过LTD智能起控装置度对电流隔离器的 电流进行监测，当伴热带正常工作时，电流隔离器正常输出电流，智能起控装置检测到电流 后输入继电器动作，伴热带工作状态指示灯亮，说明伴热带运行正常，当伴热带未工作或发 生异常情况时，电流隔离器有电流输出，智能起控装置输出继电器返回或不动作，伴热带工 作状态指示灯灭，说明伴热带未工作或者工作异常。上述监测方案具有如下优点：安全可靠；抗干扰能力强，系统工作可靠；系统输出一动 一合动断触点，方便用户使用，从主控室进行监护；安装方式简单，只需将加热器的线穿过 电流隔离，同时向指示灯提供电源。4结论在断路器罐体上加装伴热带可以保证低温时绝缘气体SF6不会液化，保证了断路器的可 靠运行。同过伴热带的监视系统，可以从外部真实、及时地反映伴热带的运行状态，为维护 和运行提供了可靠数据。通过伴热带监视系统，解决了伴热带不能正常工作时能及时发现处 理保证了变电站的安全可靠运行。参考文献1 黎斌.SF6高压电器设计M.北京:机械工业出版社,2003.2 王永光.SF6断路器运行中气体低温液化解决方案J.电力技术,2009, 4: 35-37.3 赵建沛，田刚领.严寒地区SF6断路器安全运行的应对措施J.电力安全技术,2011, 10: 4-7. 作者简介：罗沐(1992-),男，学士，主要从事特高压变电运行维护工作。李文刚(1985-),男，硕士，主要从事特高压变电运行维护工作。穆欢乐(1985-),男，学士，主要从事特高压变电运行维护工作。阎乃臣(1985-),男，学士，主要从事特高压交直流运维管理工作。