| 标题 | 一种变电站电缆沟运行状态在线监控系统 |
| 范文 | 刘洋 刘滨 李明 摘 要：加强对电缆沟的状态监测与管理，及时发现电缆隐患，保护电缆不受损伤，对变电站安全运行有着非常重要的意义。本文针对变电站电缆沟状态监测的不足与局限，开发研制一套变电站电缆沟运行状态在线监控系统 关键词：电缆沟；在线监控；主要功能 0 引言 电缆沟是变电站不可缺少的基础设施，沟中电缆不仅涉及电力传输，还涉及继电保护、自动控制、通信、测量和计量等设备，是变电站的神经中枢，一旦电缆发生故障，不仅检查处理工作难度大、时间长，还可能使继电保护或控制回路失效，造成事故扩大甚至损坏主设备，长时间不能恢复生产。目前，国内对电缆沟的运维重视不够，电缆沟在使用过程中存在着许多问题，主要如下：一是缺乏对电缆运行温度尤其是电缆接头温度的在线监测，电缆的中间头、压接头等位置因为运行环境以及制作、安装等方面的原因，在高电压、大电流工况下容易引起温度升高，绝缘层损坏，最终导致火灾发生。二是电缆沟中的各种垃圾通过微生物的分解代谢，容易形成甲烷等可燃气体，甲烷的着火点很低，由于电缆沟道的密封性，它的积聚给高压电缆的运行带来相当大的隐患。三是对电缆沟积水缺乏监视，暴雨季节，许多电缆在水浸状态下运行，严重影响电缆绝缘和使用寿命。此外，对电缆沟的非法入侵也缺乏报警和实时图像监视，不利于电力设施的防盗。 最近几年，国内外出现过电缆沟状态监测的报道都是对电缆沟井中某一或某几个参数进行测量，没有与排水、灭火、通风、视频监视等系统进行联动控制，实现电缆沟中潜在隐患和警情的及时处理，其应用效果受到很大限制。 本文针对变电站电缆沟状态监测的不足与局限，开发研制一套变电站电缆沟运行状态在线监控系统，实现对电缆沟的实际运行状态和运行环境的全面监测，并通过智能化联动控制机制，实现潜在隐患和警情的及时处理，使得隐患和警情消失于萌芽状态，从而挽回不必要的经济损失。此外，该系统还可方便专责人员的检修、维护工作，并为电力调度提供科学依据。 1 系统结构 变电站电缆沟运行状态在线监控系统包括数据采集器、变电站就地控制器和后台监控管理系统三部分，各部分分别通过RS485网络、电力局域网进行数据通信。 系统各部分的结构与功能如下： （1）数据采集器 数据采集器放置于电缆沟内，放置数量取决于数据采集点的选择。数据采集器核心为单片机和相关传感器，主要负责电缆温度、环境温度、湿度、可燃气体浓度、烟气浓度、电缆沟积水位，电缆接头漏电流等电缆运行参数和环境参数采集，采集的数据经处理后，通过RS485接口上传到变电站就地控制器。 数据采集点的选择是本项目的关键技术问题，采集点的位置和采集点之间的距离必须选择恰当，否则监测系统无法反映整个电缆沟电缆的运行工况。可通过对现场使用的电力电缆进行温升试验，确定发热点的温度场分布曲线及传感器的测温范围，并选择在电缆集中度高的场所和电缆接头处进行重点布置。 （2）变电站就地控制器 变电站就地控制器置于变电站控制室，负责接收各个数据采集器发来的数据并作综合判断处理，同时将处理后的数据信息上传集控中心后台计算机。 当出现隐患和警情时，就地控制器实时报警并确定报警类型和报警位置，根据报警类型和报警位置，控制排水、灭火、通风等系统的联动，实现警情的及时处理，同时将报警信息以短信方式发至运行管理人员手机。 变电站就地控制器根据需要，还可连接红外摄像头和视频服务器，控制器实时采集沟内图像，方便运行人员掌握沟内状态。控制器还可确定非法入侵并报警，录制入侵证据，实现电力设施的防盗。 （3）后台监控、管理系统 后台监控、管理系统安装于集控中心计算机，能够对接收到的温度数据、水位数据、烟雾数据等进行实时处理分析，具有电缆温度趋势分析与预警、电缆绝缘分析、自动环境温度补偿、报警记录分析、历史数据存储、数据报表生成等功能。后台监控、管理系统还能为运行、管理人员提供直观、简洁的数据显示和系统控制界面。 2 实现的主要功能如下 （1）在线监测电缆和电缆接头温度、电缆接头漏电流，准确掌握电缆运行状态，实现隐患、故障报警和报警位置的确定； （2）在线监测电缆沟环境温度、湿度，甲烷等可燃气体浓度和烟气浓度，电缆沟积水位，实现对电缆沟环境状态的实时了解； （3）实现对可燃气体浓度、烟气浓度和电缆沟积水位超标的实时报警，并通过对排水、灭火、通风等系统的联动控制，实现警情的及时处理； （4）通过实时视频监测与处理，实现非法入侵报警，实现电力设施的防盗； （5）可将现场测量数据远传至集控中心后台计算机，还可将报警信息以短信方式，发至运行管理人员手机。 （6）具有后台数据分析与管理系统，可完成电缆温度趋势分析与预警、电缆绝缘分析、自动环境温度补偿、报警记录分析、历史数据存储、数据报表生成等功能。 参考文献： [1]范振世，范振华. 变压器运行状态实时网络在线监控系统[J]. 科技传播，2012，13：99-100. [2]崔秀峰. 电网输配电设备在线监控系统的应用[J]. 电气技术，2013，03：97-99. |
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