關于配網自動化末端功能整合提升系統的研究

岑彥 高棟寅 朱正航 張之楨

摘 要 本文針對目前環網柜及環網開關站內凝露及配網末端線路故障的問題，介紹了一種環網柜故障監測及柜內除濕合三為一的系統。該系統實時監測環網柜及環網開關站內線纜溫度變化數據及柜體內部溫濕度環境。在配網末端線路故障發生的短時間內準確的報告出故障位置，極大地縮短了線路故障的排查時間，有效的保障線路的安全運行。同時，該系統通過主動凝露的方式將柜內凝露環境條件降到最佳，從根本上解決柜內的凝露問題。

關鍵詞 智能化;信息通訊;故障監測;除凝露

前言

目前，環網柜及環網開關站正在被大量的投入使用，與此同時，環網柜及開關站事故的例子也是屢見不鮮。根據相關調查，發現電力設備老化、絕緣強度降低、二次端子擊穿、鋼構件銹蝕、線路電流異常是事故發生的主要原因。而誘發這些事故的根本原因是柜體內部凝露、配網末端線路發生故障不能及時處理造成的。因此，處理好環網柜及環網開關站內部凝露及末端線纜故障問題可極大的降低事故發生的概率。

1系統現狀

當前，環網柜及環網開關站內的末端線路故障指示及柜內除凝露是兩個單獨運行的系統，不能實時的將末端線路故障信息及柜內溫濕度信息上傳。

1.1 線路故障監測現狀

目前，線路故障監測這一領域多采用電流，溫度兩種監測方式。雖然能夠靈敏的監測到末端線路上的電流或者溫度的參數值，準確地對線路故障報警。但是，大部分的線路故障指示系統只是將檢測到的線路故障信號反饋到線路故障指示主機上顯示參數數值。末端線路發生故障時，工作人員不能及時的收到告警信息，對線路故障進行排查和處理。

1.2 柜內除濕現狀

當前，柜內除濕方式比較多樣化，多采用箱柜打孔、堵泥封堵、驅潮劑，干燥劑、加熱器加熱、排風扇通風等措施來處理柜內凝露問題。這些常見的措施雖然可以一定程度上解決柜內凝露的問題，但是伴隨的是除濕不徹底，維護工作繁重等缺陷。且除濕設備損壞也不能及時發現。這些隱患一直是工作人員的困擾。

2系統介紹

2.1 系統工作原理

配網自動化末端功能整合提升系統包括：線路測溫故障指示和智能除濕系統。智能測溫型故障指示系統可實時的監測線路狀況及柜內溫濕度情況。當線路發生故障時，線路故障指示系統會將信息發送至DTU，DTU將故障信息準確的反饋到后臺管理系統上，便于維護人員及時發現并排出問題。同時，柜內的溫濕度數據也會通過線路故障指示主機發送到DTU，由DTU反饋到后臺。當柜內環境比較容易將空氣中的水汽在柜內的內壁上凝結成小水珠時，智能除濕系統會自動進行降溫冷凝，將空氣中的水汽主動在除濕結構內凝結成小水珠從導水管排出。

2.2 末端線路故障指示系統

線路故障指示系統是由線路故障指示主機、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。當線路發生短路時，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測到所包裹的線纜上的溫度變化。能快速將故障線纜所在區域、位置反饋到后臺。

接地傳感器是安裝在電纜地線上的。當線路電流達到或超過預先設置的接地電流的整定值時，接地傳感器感應到電流的瞬間變化，經由光纖將報警信號上傳給線路故障指示主機。

線路故障指示主機是收集，處理及反饋線路故障信息的一個裝置。當線路故障傳感器檢測到線路故障信息時，電子CT發出報警信號，通過光纖傳輸到線路故障指示主機，主機接收到此信號后，對應的線路故障傳感器上的LED燈呈現紅色閃爍狀態進行提示告警，同時將告警信息通過104通訊方式發送到DTU，由DTU反饋至后臺系統。

2.3 智能除濕系統

智能除濕系統是由溫度檢測模塊、濕度檢測模塊、通訊模塊、特殊半導體模塊構成的。它能夠實時的檢測柜內溫濕度狀況并將溫濕度環境數值反饋到后臺上。

由于地域不同，環境也不同，智能除濕系統的除濕操作分手動除濕和自動除濕。當工作人員在現場發現柜內的實際情況需要進行除濕操作時，可手動啟動除濕操作。而當柜內溫濕度環境達到或超過設置的預定值時，智能除濕系統自動啟動除濕操作。

智能除濕系統的柜內除濕方式是主動進行凝露將空氣中的水汽在除濕結構中凝結成小水珠從導水管排至柜外?；阽隊柼兄频奶厥獍雽w模塊是能夠進行主動凝露措施的主要模塊，當模塊工作時，一面模塊呈現加熱狀態來促使空氣的快速流動，另一面模塊呈現制冷狀態使得空氣中的水汽在除濕結構中主動凝結成小水珠。

智能除濕系統有兩種反饋柜內溫濕度環境數值的方式。第一種是直接在裝置顯示屏上顯示溫濕度的數值，現場工作人員可直觀的觀測到柜內溫濕度的環境情況。第二種是通過RS485通訊方式將溫濕度數值反饋到線路故障指示主機上，由主機反饋至DTU，再發送至監控后臺。

3系統功能

（1）線纜實時溫度監測功能：電子CT在工作中檢測線路的溫度，并將實時溫度通過光纖傳輸給線路故障指示主機，在主機屏幕上顯示。

（2）線路溫度報警功能：當線路溫度達到或超過預先設置的溫度整定值時，電子CT發出報警信號，線路故障指示主機接收到信號后會及時反饋至后臺監控系統，與此同時對應的短路線路上的線路故障傳感器會閃爍紅色LED燈進行提示告警，便于工作人員快速查找到線路故障位置所在。

（3）接地報警功能：當線路電流達到或超過預先設置的接地電流的整定值時，電子CT發出報警信號，線路故障指示主機接收到信號后，進行處理，反饋，將報警信息情況快速的發送給監控后臺系統。

（4）短路故障判斷功能：當運行電流突然增加一定比例后電流瞬間為零，線路故障指示主機會將這個信息判斷為線路短路狀態，并將此信息反饋至后臺監控系統。

（5）柜內溫濕度監測功能：將柜內溫濕度環境數值實時的上傳到監控后臺系統。當柜內溫濕度達到或超過設置的預定值時，會自動地進行除濕操作。

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

4結束語

當前國內的線路故障監測報警及柜內除濕兩個方面的措施比較多。但都是僅僅擁有線路故障監測報警功能或者柜內除濕的功能，而未來的電力智能化發展的要求是系統一體化、自動化，操作人性化，多個功能糅合成一個整體化的系統是符合這個要求的。