關(guān)于配網(wǎng)自動(dòng)化末端功能整合提升系統(tǒng)的研究

岑彥 高棟寅 朱正航 張之楨

摘 要 本文針對(duì)目前環(huán)網(wǎng)柜及環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站內(nèi)凝露及配網(wǎng)末端線路故障的問(wèn)題，介紹了一種環(huán)網(wǎng)柜故障監(jiān)測(cè)及柜內(nèi)除濕合三為一的系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)網(wǎng)柜及環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站內(nèi)線纜溫度變化數(shù)據(jù)及柜體內(nèi)部溫濕度環(huán)境。在配網(wǎng)末端線路故障發(fā)生的短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的報(bào)告出故障位置，極大地縮短了線路故障的排查時(shí)間，有效的保障線路的安全運(yùn)行。同時(shí)，該系統(tǒng)通過(guò)主動(dòng)凝露的方式將柜內(nèi)凝露環(huán)境條件降到最佳，從根本上解決柜內(nèi)的凝露問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 智能化;信息通訊;故障監(jiān)測(cè);除凝露

前言

目前，環(huán)網(wǎng)柜及環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站正在被大量的投入使用，與此同時(shí)，環(huán)網(wǎng)柜及開(kāi)關(guān)站事故的例子也是屢見(jiàn)不鮮。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備老化、絕緣強(qiáng)度降低、二次端子擊穿、鋼構(gòu)件銹蝕、線路電流異常是事故發(fā)生的主要原因。而誘發(fā)這些事故的根本原因是柜體內(nèi)部凝露、配網(wǎng)末端線路發(fā)生故障不能及時(shí)處理造成的。因此，處理好環(huán)網(wǎng)柜及環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站內(nèi)部凝露及末端線纜故障問(wèn)題可極大的降低事故發(fā)生的概率。

1系統(tǒng)現(xiàn)狀

當(dāng)前，環(huán)網(wǎng)柜及環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)站內(nèi)的末端線路故障指示及柜內(nèi)除凝露是兩個(gè)單獨(dú)運(yùn)行的系統(tǒng)，不能實(shí)時(shí)的將末端線路故障信息及柜內(nèi)溫濕度信息上傳。

1.1 線路故障監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

目前，線路故障監(jiān)測(cè)這一領(lǐng)域多采用電流，溫度兩種監(jiān)測(cè)方式。雖然能夠靈敏的監(jiān)測(cè)到末端線路上的電流或者溫度的參數(shù)值，準(zhǔn)確地對(duì)線路故障報(bào)警。但是，大部分的線路故障指示系統(tǒng)只是將檢測(cè)到的線路故障信號(hào)反饋到線路故障指示主機(jī)上顯示參數(shù)數(shù)值。末端線路發(fā)生故障時(shí)，工作人員不能及時(shí)的收到告警信息，對(duì)線路故障進(jìn)行排查和處理。

1.2 柜內(nèi)除濕現(xiàn)狀

當(dāng)前，柜內(nèi)除濕方式比較多樣化，多采用箱柜打孔、堵泥封堵、驅(qū)潮劑，干燥劑、加熱器加熱、排風(fēng)扇通風(fēng)等措施來(lái)處理柜內(nèi)凝露問(wèn)題。這些常見(jiàn)的措施雖然可以一定程度上解決柜內(nèi)凝露的問(wèn)題，但是伴隨的是除濕不徹底，維護(hù)工作繁重等缺陷。且除濕設(shè)備損壞也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。這些隱患一直是工作人員的困擾。

2系統(tǒng)介紹

2.1 系統(tǒng)工作原理

配網(wǎng)自動(dòng)化末端功能整合提升系統(tǒng)包括：線路測(cè)溫故障指示和智能除濕系統(tǒng)。智能測(cè)溫型故障指示系統(tǒng)可實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)線路狀況及柜內(nèi)溫濕度情況。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，線路故障指示系統(tǒng)會(huì)將信息發(fā)送至DTU，DTU將故障信息準(zhǔn)確的反饋到后臺(tái)管理系統(tǒng)上，便于維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排出問(wèn)題。同時(shí)，柜內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)也會(huì)通過(guò)線路故障指示主機(jī)發(fā)送到DTU，由DTU反饋到后臺(tái)。當(dāng)柜內(nèi)環(huán)境比較容易將空氣中的水汽在柜內(nèi)的內(nèi)壁上凝結(jié)成小水珠時(shí)，智能除濕系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行降溫冷凝，將空氣中的水汽主動(dòng)在除濕結(jié)構(gòu)內(nèi)凝結(jié)成小水珠從導(dǎo)水管排出。

2.2 末端線路故障指示系統(tǒng)

線路故障指示系統(tǒng)是由線路故障指示主機(jī)、線路溫度故障傳感器、接地傳感器和通訊光纖組成。

線路溫度故障傳感器是安裝在電纜的單相分支上。當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，電纜由于電流的陡然變化而造成溫度變化，線路溫度故障傳感器能夠靈敏的監(jiān)測(cè)到所包裹的線纜上的溫度變化。能快速將故障線纜所在區(qū)域、位置反饋到后臺(tái)。

接地傳感器是安裝在電纜地線上的。當(dāng)線路電流達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)置的接地電流的整定值時(shí)，接地傳感器感應(yīng)到電流的瞬間變化，經(jīng)由光纖將報(bào)警信號(hào)上傳給線路故障指示主機(jī)。

線路故障指示主機(jī)是收集，處理及反饋線路故障信息的一個(gè)裝置。當(dāng)線路故障傳感器檢測(cè)到線路故障信息時(shí)，電子CT發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸?shù)骄€路故障指示主機(jī)，主機(jī)接收到此信號(hào)后，對(duì)應(yīng)的線路故障傳感器上的LED燈呈現(xiàn)紅色閃爍狀態(tài)進(jìn)行提示告警，同時(shí)將告警信息通過(guò)104通訊方式發(fā)送到DTU，由DTU反饋至后臺(tái)系統(tǒng)。

2.3 智能除濕系統(tǒng)

智能除濕系統(tǒng)是由溫度檢測(cè)模塊、濕度檢測(cè)模塊、通訊模塊、特殊半導(dǎo)體模塊構(gòu)成的。它能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)柜內(nèi)溫濕度狀況并將溫濕度環(huán)境數(shù)值反饋到后臺(tái)上。

由于地域不同，環(huán)境也不同，智能除濕系統(tǒng)的除濕操作分手動(dòng)除濕和自動(dòng)除濕。當(dāng)工作人員在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)的實(shí)際情況需要進(jìn)行除濕操作時(shí)，可手動(dòng)啟動(dòng)除濕操作。而當(dāng)柜內(nèi)溫濕度環(huán)境達(dá)到或超過(guò)設(shè)置的預(yù)定值時(shí)，智能除濕系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)除濕操作。

智能除濕系統(tǒng)的柜內(nèi)除濕方式是主動(dòng)進(jìn)行凝露將空氣中的水汽在除濕結(jié)構(gòu)中凝結(jié)成小水珠從導(dǎo)水管排至柜外?；阽?duì)柼?yīng)研制的特殊半導(dǎo)體模塊是能夠進(jìn)行主動(dòng)凝露措施的主要模塊，當(dāng)模塊工作時(shí)，一面模塊呈現(xiàn)加熱狀態(tài)來(lái)促使空氣的快速流動(dòng)，另一面模塊呈現(xiàn)制冷狀態(tài)使得空氣中的水汽在除濕結(jié)構(gòu)中主動(dòng)凝結(jié)成小水珠。

智能除濕系統(tǒng)有兩種反饋柜內(nèi)溫濕度環(huán)境數(shù)值的方式。第一種是直接在裝置顯示屏上顯示溫濕度的數(shù)值，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可直觀的觀測(cè)到柜內(nèi)溫濕度的環(huán)境情況。第二種是通過(guò)RS485通訊方式將溫濕度數(shù)值反饋到線路故障指示主機(jī)上，由主機(jī)反饋至DTU，再發(fā)送至監(jiān)控后臺(tái)。

3系統(tǒng)功能

（1）線纜實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)功能：電子CT在工作中檢測(cè)線路的溫度，并將實(shí)時(shí)溫度通過(guò)光纖傳輸給線路故障指示主機(jī)，在主機(jī)屏幕上顯示。

（2）線路溫度報(bào)警功能：當(dāng)線路溫度達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)置的溫度整定值時(shí)，電子CT發(fā)出報(bào)警信號(hào)，線路故障指示主機(jī)接收到信號(hào)后會(huì)及時(shí)反饋至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，與此同時(shí)對(duì)應(yīng)的短路線路上的線路故障傳感器會(huì)閃爍紅色LED燈進(jìn)行提示告警，便于工作人員快速查找到線路故障位置所在。

（3）接地報(bào)警功能：當(dāng)線路電流達(dá)到或超過(guò)預(yù)先設(shè)置的接地電流的整定值時(shí)，電子CT發(fā)出報(bào)警信號(hào)，線路故障指示主機(jī)接收到信號(hào)后，進(jìn)行處理，反饋，將報(bào)警信息情況快速的發(fā)送給監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)。

（4）短路故障判斷功能：當(dāng)運(yùn)行電流突然增加一定比例后電流瞬間為零，線路故障指示主機(jī)會(huì)將這個(gè)信息判斷為線路短路狀態(tài)，并將此信息反饋至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。

（5）柜內(nèi)溫濕度監(jiān)測(cè)功能：將柜內(nèi)溫濕度環(huán)境數(shù)值實(shí)時(shí)的上傳到監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)。當(dāng)柜內(nèi)溫濕度達(dá)到或超過(guò)設(shè)置的預(yù)定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行除濕操作。

（6）主動(dòng)凝露功能：采用特殊半導(dǎo)體對(duì)空氣中的水汽進(jìn)行主動(dòng)凝露操作。特殊半導(dǎo)體可持續(xù)保持制冷溫度為零度，水氣遇冷能夠快速的凝結(jié)成小水珠。

4結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)的線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)警及柜內(nèi)除濕兩個(gè)方面的措施比較多。但都是僅僅擁有線路故障監(jiān)測(cè)報(bào)警功能或者柜內(nèi)除濕的功能，而未來(lái)的電力智能化發(fā)展的要求是系統(tǒng)一體化、自動(dòng)化，操作人性化，多個(gè)功能糅合成一個(gè)整體化的系統(tǒng)是符合這個(gè)要求的。