一種新型自動(dòng)化溫控配電箱在電網(wǎng)中的應(yīng)用

覃孟

【摘 要】隨著國(guó)家電網(wǎng)的發(fā)展，人們對(duì)于電網(wǎng)安全、可靠、高效的運(yùn)行目標(biāo)要求越來(lái)越高。如何才能保證此環(huán)節(jié)的正常工作，是目前智能電網(wǎng)正在深入研究的課題之一。文章嘗試推出一種結(jié)構(gòu)更加合理、自動(dòng)化模式新穎、具有智能化管控終端的新型戶外溫控配電箱設(shè)備，以提高配電箱的性能和使用質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】新型自動(dòng)化溫控配電箱 電網(wǎng) 應(yīng)用

一、引言

目前，全球都在大力發(fā)展智能化電網(wǎng)。而變電站作為電網(wǎng)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，其電源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定是保障整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵。對(duì)于傳統(tǒng)變電站而言，電網(wǎng)戶外配電箱的漏水、滲水、端子生銹腐化等非人為因數(shù)損耗一直在困擾著電力企業(yè)。又由于配電箱安置的地理位置較為特殊，部分還處于較為偏僻的山上，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)人值守的狀態(tài)。如何實(shí)時(shí)地監(jiān)控箱內(nèi)的各元器件、線路、溫濕度的狀態(tài)，是保證內(nèi)部電器壽命和穩(wěn)定性的關(guān)鍵，也是保證整個(gè)智能化電網(wǎng)信息管控的關(guān)鍵。本人企圖通過(guò)探索實(shí)踐，嘗試推出一種結(jié)構(gòu)更加合理、自動(dòng)化模式新穎、具有智能化管控終端的新型戶外溫控配電箱設(shè)備，以提高配電箱的性能和使用質(zhì)量。

二、傳統(tǒng)配電箱結(jié)構(gòu)及使用情況分析

（一）傳統(tǒng)配電箱的使用

傳統(tǒng)配電箱一般為方箱結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）。

配電箱配備外開(kāi)式的電箱門(mén)，側(cè)開(kāi)朝下的百葉窗通風(fēng)孔，其機(jī)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，適用于家庭用的室內(nèi)電表、閘刀的安裝。但是安裝在室外時(shí)，由于箱內(nèi)滲入或者百葉窗內(nèi)的霧氣透入等原因，都會(huì)對(duì)箱內(nèi)的元器件造成過(guò)早的老化腐蝕。同時(shí)，由于箱內(nèi)無(wú)排風(fēng)裝置，箱內(nèi)氣體流通慢，無(wú)法及時(shí)將箱內(nèi)潮濕氣體排出箱外，反而因箱內(nèi)受熱不均勻更容易造成局部凝露。

（二）傳統(tǒng)配電箱防漏措施

如何防止外部雨水、潮濕氣體滲透至箱內(nèi)，同時(shí)又要使箱內(nèi)的潮濕氣體能排出箱外？有兩個(gè)途徑：第一，增強(qiáng)箱體密封性，提高其防護(hù)等級(jí)；第二，加裝驅(qū)潮控裝置，控制箱內(nèi)的溫度及濕度。

（三）傳統(tǒng)配電箱故障報(bào)修

傳統(tǒng)的故障報(bào)修方式為人工反饋方式，在一些危險(xiǎn)或者惡劣的環(huán)境下，打開(kāi)配件箱檢測(cè)極為困難，檢修工作難以展開(kāi)，所以就難免出現(xiàn)一些隱報(bào)瞞報(bào)的現(xiàn)象，導(dǎo)致故障不能及時(shí)處理，民怨較大。目前，較好地處理措施就是定期對(duì)每個(gè)配電箱進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有故障隱患的及時(shí)整改更新，將問(wèn)題扼殺在源頭。

（四）傳統(tǒng)配電箱故障記錄

傳統(tǒng)的故障記錄方式一般為臺(tái)賬記錄。由于每個(gè)維修技師表達(dá)能力及描述能力有限，就會(huì)造成信息失真，會(huì)對(duì)整個(gè)故障后期排查造成誤導(dǎo)。目前，臺(tái)賬的記錄一般為電腦錄入，數(shù)據(jù)積累難以形成線性的分析報(bào)告，給上層決策造成一定的困擾。

（五）傳統(tǒng)配電箱故障處理方式

傳統(tǒng)的故障分析一般為人工+儀器判斷，在技術(shù)分析人員離崗時(shí)，難以對(duì)臨時(shí)故障做出預(yù)判，而儀器判斷還停留在實(shí)驗(yàn)室中分析階段，時(shí)效性差。

三、新型自動(dòng)溫控配電箱的結(jié)構(gòu)及基理

（一）結(jié)構(gòu)形式

新型自動(dòng)化溫控配電箱主要包括箱體、箱門(mén)、支撐桿、防雨頂蓋和自動(dòng)化溫度控制系統(tǒng)六個(gè)部分（如圖2所示）。在箱門(mén)正面設(shè)置有門(mén)鎖和警示牌，起到警示的作用。

（1-箱體；2-箱鎖；3-箱門(mén)；4-防雨頂蓋；5-支撐桿；6-自動(dòng)化溫度控制系統(tǒng)；7-警示牌）

自動(dòng)化溫度控制系統(tǒng)主要包括微處理器、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、報(bào)警驅(qū)動(dòng)模塊、無(wú)線通信模塊、數(shù)字溫度傳感器、降溫裝置、報(bào)警裝置、上位機(jī)和移動(dòng)終端等設(shè)備。數(shù)字溫度傳感器用于采集信號(hào)并與微處理器相連，微處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制降溫裝置，微處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊控制報(bào)警裝置，微處理器通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)、移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)通訊（如圖3所示）。

（二）防漏措施

在箱體上部通過(guò)支撐桿安裝防雨頂蓋，下雨時(shí)雨水順著不銹鋼防雨頂蓋滴落到地上，防止雨水侵蝕箱體。

（三）故障傳輸、記錄、分析處理

在箱體內(nèi)部設(shè)置有自動(dòng)化溫度控制系統(tǒng)及其電源接線，當(dāng)箱內(nèi)出現(xiàn)異常故障時(shí)，通過(guò)數(shù)字溫度傳感器將采集到的信號(hào)輸送給微處理器處理。當(dāng)溫度高于微處理器的設(shè)定值時(shí)，微處理器控制驅(qū)動(dòng)模塊和驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警。報(bào)警模塊提示操作人員箱體內(nèi)部處于過(guò)熱狀態(tài)，需要進(jìn)行處理。同時(shí)微處理器通過(guò)無(wú)線通信模塊與上位機(jī)內(nèi)的無(wú)線通信模塊實(shí)現(xiàn)通信，將處理的信息提供給上位機(jī)。操作人員可根據(jù)所提供的信息，通過(guò)上位機(jī)輸出控制信號(hào)，最終通過(guò)微處理器驅(qū)動(dòng)降溫裝置進(jìn)行工作，通過(guò)遠(yuǎn)程控制及時(shí)對(duì)箱體進(jìn)行降溫處理。降溫裝置只由一組抽風(fēng)機(jī)構(gòu)成，通過(guò)抽風(fēng)機(jī)運(yùn)作，加快箱內(nèi)氣體流通，從而將箱內(nèi)潮濕氣體通過(guò)戶外箱體呼吸通道向外排放。

上位機(jī)就各節(jié)點(diǎn)采集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將收集、處理后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)界面上，同時(shí)可以記錄驅(qū)動(dòng)報(bào)警模塊報(bào)警和動(dòng)作記錄等歷史數(shù)據(jù)。上位機(jī)還可以設(shè)定微處理器各節(jié)點(diǎn)動(dòng)作定值。綜合后臺(tái)通過(guò)M0UDBUS協(xié)議與上位機(jī)通信。通過(guò)采集軟件，除了擁有同上位機(jī)一樣具有遙測(cè)、遙控、遙調(diào)的功能外，還能夠基于SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集到的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成指定時(shí)間段的數(shù)據(jù)報(bào)表，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)采集到的整個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。最后可通過(guò)綜合后臺(tái)安裝的打印機(jī)，打印報(bào)表數(shù)據(jù)。

四、新型自動(dòng)溫控配電箱的使用效果

新型帶防雨頂蓋的配電箱徹底解決了箱內(nèi)滲水、漏水的問(wèn)題，從而避免了由于箱內(nèi)水汽蒸發(fā)造成的線路端子潮濕生銹、腐化等問(wèn)題。同時(shí)，此新型配電箱內(nèi)、外配備的自動(dòng)化控制設(shè)備能實(shí)時(shí)監(jiān)控箱內(nèi)的溫度、濕度、線路聯(lián)通狀態(tài)，及時(shí)報(bào)警，從而避免了因箱體內(nèi)溫度過(guò)高到導(dǎo)致電氣元件燒壞的現(xiàn)象，保證了電氣元件的性能。

使用此新型自動(dòng)溫控配電箱還可以免去配電箱定期檢查的工序，降低維護(hù)成本。

五、新型自動(dòng)溫控配電箱的推廣

此結(jié)構(gòu)為新型配電箱結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，箱體的制造工藝并不復(fù)雜，其加工性及其耐腐蝕性較好。較為復(fù)雜的是整個(gè)自動(dòng)溫控系統(tǒng)的布置及程序設(shè)置，在較為有限的箱體空間時(shí)，溫度傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、降溫裝置布置受限，需要另行開(kāi)發(fā)更小巧型的元件，對(duì)制造成本造成一定的影響。不過(guò)此影響可通過(guò)調(diào)整配電箱的容積大小來(lái)消除。對(duì)于程序設(shè)置，需要有一個(gè)長(zhǎng)期的試驗(yàn)、數(shù)據(jù)收集、驗(yàn)證過(guò)程，只有通過(guò)不斷的試驗(yàn)，才能找到一個(gè)最佳的溫度控制點(diǎn)。

六、結(jié)論

隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)于電網(wǎng)安全、可靠、高效的運(yùn)行目標(biāo)要求也越來(lái)越高。而配電箱是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它承擔(dān)著保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重任。隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，配電箱的體積及安裝方法越發(fā)先進(jìn)，其應(yīng)用范圍也越發(fā)廣泛。這就給電力配電箱的操作及運(yùn)行提出了更高的要求，它必須適應(yīng)多種惡劣環(huán)境且能夠可靠運(yùn)行，只有這樣才能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)創(chuàng)優(yōu)工程提供強(qiáng)有力的支持。配電箱的選擇、安裝以及日常維護(hù)均會(huì)對(duì)其運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都需要我們進(jìn)行全面分析與研究。在今后的工作中，筆者將繼續(xù)致力于該領(lǐng)域的研究工作，以期能夠獲得更多更有價(jià)值的研究成果。

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