變電站節水監控系統技術的研究與應用

賴運河等

摘 要：無人值班變電站已經成為電網管理的發展主要模式，文章介紹了無人值班變電站節水監控系統的原理，功能，結構特點；分析了監控系統主要組成部分及技術應用狀況；經過實際應用試驗，該裝置節水效果良好，實時通信功能穩定，具有一定的社會應用推廣價值。

關鍵詞：無人值班變

目前，深圳電網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，物聯網的進一步發展為變電站的智能遠程控制提供了良好的技術支持。此次變電站水流控制系統即是物聯網智能監控、通信等技術在變電站控制系統的一個初步嘗試，結合變電站的具體情況，將新的技術和理念引入其中，把智能、節能及環保的概念深化，對以后變電站以及整個電網的發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，設施類缺陷的發現與處理往往有一定的滯后性，其中變電站給水系統問題尤為突出：許多變電站的水管存在老化現象，一旦水管老化破損造成漏水，值班員往往無法及時發現，造成水資源大量浪費和較大的經濟損失。據統計，2010～2014年間坪山巡維中心因漏水造成的經濟損失達28 111元，約造成水資源浪費5 933.08 m3。

為了更好的節水，設計了變電站節水監控系統。該系統主要應用于無人值班變電站的生活用水系統監控。其基本功能是：

①當水管中水流超過設定時間時自動關斷水管。

②水管自動關斷后發送報警短信到值班員手機上。

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

2 系統原理及結構設計

2.1 系統結構組成

監控系統由電源模塊、監控電路、水流開關及電磁閥等元件組成。系統結構圖及監控箱電路圖，如圖1所示。

2.2 系統工作原理

無人值班變電站工作原理，如圖2所示。當生活水管中有水流流過時，水流開關的常開接點閉合，使時間繼電器SJ帶電。時間繼電器SJ帶電后經延時使電磁閥DCK帶電，關斷水流開關LJ。時間繼電器SJ的延時可根據變電站內常規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正常的連續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）。節水監控系統工作實物圖，如圖3所示。

SJ為時間繼電器；DCK為電磁閥；LJ為水流開關。

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水監控系統工作狀態（即系統是投入還是退出）。

②該模塊具備開關量檢測功能，一旦檢測到時間繼電器動作（即水流持續時間超過設定值），將發送短信至手機上，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，投入或停用監控系統。

節水監控系統，如圖4所示，監控箱上各元件的操作說明如下。

轉換開關：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，電磁閥自動關斷后“動作”指示燈亮。

復歸按鈕：電磁閥一旦動作斷水后將自保持長期關斷水管，按下復歸按鈕后水管可恢復供水。

時間繼電器：用于整定水管延時關斷的時間。

無論是就地還是遠方控制，電磁閥關斷后都將發送報警信息到手機上，如圖5所示。

2.3 系統特點

該系統具有以下特點主要有：

①制作成本較低，可產生較高的經濟效益和社會效益。

②完全由運行人員自主研發，核心控制電路為運行人員自主設計、制作和調試。

③既適用無人值班變電站的用水監控，也可用于電力行業外其它需要用水監控的場合，如家庭用水監控，符合當前節能環保的理念。

3 節水經濟效益分析

據變電站現場運行經驗，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準，1 500 m3生活用水的水費為7 294.35元。裝設變電站節水監控系統后，將自動斷水時間設定為1 h，如果水管破裂漏水，1 h內造成的水資源損失為2.083 m3，造成的水費損失在5元以內。

以上分析表明，深圳電網某一個無人值班變電站一旦發生漏水，變電站節水監控系統產生的效益是顯著的：對比裝設前，最多可節省水費7 289.35元，節約水資源1 498 m3。

4 結 語

變電站無人值班模式已經成為常態，做好無人值班節水控制以及應用先進的物聯網技術，實時對變電站進行監控，實現系統的可靠運行已經成為智能電網研究的主要內容之一。本文設計了手機智能監控的無人值班變電站節水控制系統，對西系統結構、原理進行介紹，分析了系統的機構特點，并對節水經濟效益進行分析，通過實際應用試驗，節水效果明顯，系統運行穩定可靠，具有一定的社會應用推廣價值。

參考文獻：

[1] 嚴勝.智能電網變電站集中監控告警專家處理系統的研究與應用[J].中國科技信息，2009，（17）.

[2] 單飛飛，鄭文剛，周平，等.農業管理節水技術應用分析[J].農機化研究，2010，（8）.

[3] 何蕓.變電站遠程自動監控系統應用研究[J].通信電源技術，2011，（4）.