變電站節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的研究與應(yīng)用

賴運河等

摘 要：無人值班變電站已經(jīng)成為電網(wǎng)管理的發(fā)展主要模式，文章介紹了無人值班變電站節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)的原理，功能，結(jié)構(gòu)特點；分析了監(jiān)控系統(tǒng)主要組成部分及技術(shù)應(yīng)用狀況；經(jīng)過實際應(yīng)用試驗，該裝置節(jié)水效果良好，實時通信功能穩(wěn)定，具有一定的社會應(yīng)用推廣價值。

關(guān)鍵詞：無人值班變

目前，深圳電網(wǎng)90%以上的變電站均為無人值班變電站。而無人值班變電站的智能節(jié)水研究是一個長期且具有重要意義的課題，隨著新型智能變電站概念的提出和深入，物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展為變電站的智能遠程控制提供了良好的技術(shù)支持。此次變電站水流控制系統(tǒng)即是物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控、通信等技術(shù)在變電站控制系統(tǒng)的一個初步嘗試，結(jié)合變電站的具體情況，將新的技術(shù)和理念引入其中，把智能、節(jié)能及環(huán)保的概念深化，對以后變電站以及整個電網(wǎng)的發(fā)展具有極其重要的探索意義。

1 研究思路的提出

無人值班變電站采取“無人值班，定期巡檢”的動作模式。無人值班變電站巡視周期較長，設(shè)施類缺陷的發(fā)現(xiàn)與處理往往有一定的滯后性，其中變電站給水系統(tǒng)問題尤為突出：許多變電站的水管存在老化現(xiàn)象，一旦水管老化破損造成漏水，值班員往往無法及時發(fā)現(xiàn)，造成水資源大量浪費和較大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，2010～2014年間坪山巡維中心因漏水造成的經(jīng)濟損失達28 111元，約造成水資源浪費5 933.08 m3。

為了更好的節(jié)水，設(shè)計了變電站節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于無人值班變電站的生活用水系統(tǒng)監(jiān)控。其基本功能是：

①當(dāng)水管中水流超過設(shè)定時間時自動關(guān)斷水管。

②水管自動關(guān)斷后發(fā)送報警短信到值班員手機上。

③針對變電站內(nèi)部分需要大量用水的工程，可通過手機遠程對該系統(tǒng)進行投退，既保證工作時用水不受限制，又保證工作結(jié)束后該系統(tǒng)能再次投入。

2 系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

監(jiān)控系統(tǒng)由電源模塊、監(jiān)控電路、水流開關(guān)及電磁閥等元件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及監(jiān)控箱電路圖，如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)工作原理

無人值班變電站工作原理，如圖2所示。當(dāng)生活水管中有水流流過時，水流開關(guān)的常開接點閉合，使時間繼電器SJ帶電。時間繼電器SJ帶電后經(jīng)延時使電磁閥DCK帶電，關(guān)斷水流開關(guān)LJ。時間繼電器SJ的延時可根據(jù)變電站內(nèi)常規(guī)的用水時間再加一定的裕度進行整定（如果無人值班變電站內(nèi)正常的連續(xù)用水時間一般不超過30 min，則時間繼電器延時可整定為1 h）。節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)工作實物圖，如圖3所示。

SJ為時間繼電器；DCK為電磁閥；LJ為水流開關(guān)。

遠控模塊主要有三個作用：

①通過該模塊可以隨時通過手機遠程查詢節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)（即系統(tǒng)是投入還是退出）。

②該模塊具備開關(guān)量檢測功能，一旦檢測到時間繼電器動作（即水流持續(xù)時間超過設(shè)定值），將發(fā)送短信至手機上，提醒運行人員到場檢查原因。

③通過手機遠程接通或斷開遠控模塊，投入或停用監(jiān)控系統(tǒng)。

節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)，如圖4所示，監(jiān)控箱上各元件的操作說明如下。

轉(zhuǎn)換開關(guān)：可以切換至遠方或就地控制，切換至“遠方”后可以遠程通斷水流。

指示燈：水管漏水，電磁閥自動關(guān)斷后“動作”指示燈亮。

復(fù)歸按鈕：電磁閥一旦動作斷水后將自保持長期關(guān)斷水管，按下復(fù)歸按鈕后水管可恢復(fù)供水。

時間繼電器：用于整定水管延時關(guān)斷的時間。

無論是就地還是遠方控制，電磁閥關(guān)斷后都將發(fā)送報警信息到手機上，如圖5所示。

2.3 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)具有以下特點主要有：

①制作成本較低，可產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益和社會效益。

②完全由運行人員自主研發(fā)，核心控制電路為運行人員自主設(shè)計、制作和調(diào)試。

③既適用無人值班變電站的用水監(jiān)控，也可用于電力行業(yè)外其它需要用水監(jiān)控的場合，如家庭用水監(jiān)控，符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的理念。

3 節(jié)水經(jīng)濟效益分析

據(jù)變電站現(xiàn)場運行經(jīng)驗，一旦水管破裂，每小時造成的水資源浪費約為2.083 m3。目前無人值班變電站的日常巡視周期每月一次，因水管破裂造成的水資源損失可達1 500 m3。按照深圳目前的水費收費標(biāo)準(zhǔn)，1 500 m3生活用水的水費為7 294.35元。裝設(shè)變電站節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)后，將自動斷水時間設(shè)定為1 h，如果水管破裂漏水，1 h內(nèi)造成的水資源損失為2.083 m3，造成的水費損失在5元以內(nèi)。

以上分析表明，深圳電網(wǎng)某一個無人值班變電站一旦發(fā)生漏水，變電站節(jié)水監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的效益是顯著的：對比裝設(shè)前，最多可節(jié)省水費7 289.35元，節(jié)約水資源1 498 m3。

4 結(jié) 語

變電站無人值班模式已經(jīng)成為常態(tài)，做好無人值班節(jié)水控制以及應(yīng)用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時對變電站進行監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運行已經(jīng)成為智能電網(wǎng)研究的主要內(nèi)容之一。本文設(shè)計了手機智能監(jiān)控的無人值班變電站節(jié)水控制系統(tǒng)，對西系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理進行介紹，分析了系統(tǒng)的機構(gòu)特點，并對節(jié)水經(jīng)濟效益進行分析，通過實際應(yīng)用試驗，節(jié)水效果明顯，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，具有一定的社會應(yīng)用推廣價值。

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