變電站電纜溝積水問題的思考

摘 要：隨著國民經濟的快速發展，電力已經逐漸成為人民生活中的必需品，而作為提供這一必需品的供電環節，顯而易見的擔負著重大責任。經濟的快速發展，人們對于電力的需求在不斷上升，對于供電可靠性的要求日益增高，如何切實有效的提高供電可靠性也就成為了迫在眉睫的重大問題。要解決這一問題，要從根源入手，變電站作為維系電力系統穩固的基礎環節無疑是最好的切入點，變電站本身承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電能流向等職能，變電站通過變壓器將各級電壓的電網聯系在一起，可以說，變電站的平穩安全運行涉與廣大人民群眾的生產生活用電問題緊密相連。

關鍵詞：電纜溝積水;實時監控;水位監測;簡化工作

緊跟時代發展的腳步，電力系統的改革也在穩步推進，隨著電力體制改革和國網公司三集五大體系建設的不斷深入，新一代智能變電站工程已經逐漸落地成型。與此同時，伴隨智能裝備科研水準的不斷加強，各省市電力公司的大運行體系也已基本實現了集控中心的集中化管理，促使各個變電站的非工作時間運行已基本達到無人或少人在崗即可正常運作，這大大提高了電力系統的有效工作效率和減少了非必要的人力資源浪費。但是，就目前供電供求情況來看，變電站仍存在一些問題亟待解決，其中包括目前大多數變電站現在使用的輔助設備，其自動化、智能化水平相對較低，主要工作仍需人工操作完成;監控中心無法對變電站內輔助設備進行實時監控、對輔助設備運行狀況及時了解;對各個輔助設備進行統一的管理及記錄等問題。并且在汛情發生時，由于消息的傳輸存在滯后性，變電站運維人員難以及時有效的第一時間做出應對措施，這可能會導致維修難度與維修時長的增加，從而拖慢了汛情的整體救援速度。同樣的，在日常工作中對一些細微的進水問題也難以發現解決;變電站中的電纜溝主要用來放置和保護電纜，是變電站中不可或缺的基礎設施。

一、現狀調查

目前，針對變電站電纜溝存在以下問題。首先，變電站實行無人值守工作模式，一個集控中心監控著很多變電站，并且變電站都分散在各個地方。汛期檢查工作量大。其次，在雷雨季節，要分別對各個變電站的電纜溝進行防汛檢查，而且還要進行其他檢查，并且每個站的電纜溝分布很多，要一個個檢查，這樣大大增加了工作人員的工作量和工作時間，也增加了工作強度，影響工作效率。再者，平時電纜溝滲水時不能報警提醒監控人員，只有在例行檢查的時候才能發現問題，這樣也存在很大的安全隱患。總的來說，現在各類變電站電纜溝分布在全站各處，雖然有水位觀測點，但是必須要分別打開各處電纜溝蓋板，使用目測方法觀察。只有在特殊巡視時才會逐一打開檢查，平時監控不能達到全時段，不能在出現問題時及時發現并報警。最后還有一點，變電站女值班員在翻開電纜溝可能力氣不足，很容易受傷。而出現上述現象的根本原因在于：變電站巡視基本上靠人力目測，并根據天氣等因素人為判斷再進行檢查。汛期檢查工作量大，如果是雨天翻電纜溝蓋板，容易造成人員受傷。監控人力不足，監控設備存在局限性，沒有相關新技術進行替代人員檢查。

根據上述論述分析，通過實時監測變電站電纜溝水位變化，在遭遇極端天氣時及時預警并采取安全防范措施，可有效降低電氣設備被水淹的風險，也可顯著降低開關室內的濕度，保證了開關室內電氣設備的正常運行，驅除了電纜溝長期積水而造成線纜損壞的隱患，大大減少了安全生產事故的發生，有效提高了供電可靠性。同時給人工打開電纜溝蓋板觀察溝內是否有積水的工作帶來便利，大大減輕了巡檢、維護人員的工作量和勞動強度。因此，及時發現并排除電纜溝積水，對電網安全穩定可靠運行乃至維持國民經濟的繼續高速發展至關重要。

經查閱分析，針對變電站電纜溝積水問題，目前主要從以下兩方面著手解決：1）從施工質量、設計方面進行優化選擇;2）實時監測電纜溝內進水狀況并及時排水。對于已建成的變電站而言，方案二相較于方案一更易于實現。于此，我們查閱了相關文獻資料。通過搜索中國知網數據網關于“變電站電纜溝水位監測”的關鍵詞的學術論文、文獻、期刊等搜索結果，其中只有1篇切題的參考文獻。在專利網站查詢顯示以同樣關鍵詞搜索的相關專利，共出現43條相關專利。根據搜索結果來看，國內對于此項問題的研究仍處在較為初級的階段，需要更多的研究成果來推動相關技術成熟。通過對參考文獻的分析，發現所提方案大多是監測裝置與控制系統的不同與在此基礎上的改進，而整個裝置系統未采用獨立的供電系統。對此，本文提出了一種基于太陽能供電系統的變電站水位智能指示系統。

二、問題解決

針對低洼變電站電纜溝積水的難題，現提出一種變電站水位智能指示系統。該系統其主要包括四個部分：水位傳感器感應模塊、主控系統、太陽能供電系統、水位監測指示燈。水位傳感器感應模塊實時監測電纜溝積水水位;水位傳感器感應模塊將感應到的水位以信號形式發送給主控系統;主控系統在接收到信號后，通過控制水位監測指示燈監測水位高度變化。工作人員通過定期觀察水位監測指示燈就可知道電纜溝下積水的水位高度;整個系統內部由太陽能供電系統供電。

其中水位傳感器感應模塊主要監測電纜溝水位高度變化，其通過內部轉換將水位高度以信號形式發送給主控系統。主控系統將接收到的水位高度信號通過內部轉換，控制水位檢測指示燈對應出相應高度。由于水位傳感器需與水接觸，故水位傳感器感應模塊須做到防水功能。

水位監測指示燈由主控系統控制，電纜溝下的水位高度需對應到水位監測指示燈高度的變化;每一格燈都對應好一個提前設定的高度，因此工作人員可通過水位監測指示燈高度的變化從而直觀的觀察到水位的變化。由于變電站內電纜溝數量較多，所以每個電纜溝可安裝1-2個水位傳感器，每一個水位傳感器對應一個水位監測指示燈。

主控系統通過定時接收水位傳感器模塊發送的信號，通過信號變換和傳輸從而控制水位監測指示燈根據水位變化而變化。由于變電站水位智能指示系統耗電量較大，考慮到后期充電太過頻繁所以主控系統選擇低功耗和定時獲取水位傳感器模塊的信號。

太陽能供電系統主要通過太陽能電池板給系統電池充電，再由系統電池給整個系統供電。從而實現節約成本并且為工作人員進行后期維護帶來便利。

三、思考及總結

針對于前文所述的目前階段供電站面臨的電纜溝排水問題，利用變電站水位智能指示系統可以有效省去工作人員掀開電纜溝蓋板之后觀察水位的繁瑣步驟，直接通過觀察水位監測指示燈燈高變化進而了解電纜溝水位高度變化并可通過水位高度變化及時采取對應的有效安全措施。這一系統的出現相信會立竿見影的緩解在檢查電纜溝水位方面的工作量，從而大大提高了工作人員的工作效率，減少了了低效繁瑣的工作量，讓變電站工作人員可以有更多的時間去檢查、處理復雜設備與問題，并且這也深刻貼合了當前變電站無人值守的改革需要。

參考文獻：

[1]楊孝志，陸巍，吳少雷，等 . 電力電纜故障定位技術與方法 [J]. 電力設備，2007，8（11）： 22-24.

[2]夏新民，電力電纜選型及敷設 [M].北京.化學工業出版社，2008

[3]李世斌，10kV電力電纜進水原因分析及處理，《電氣技術》2021

作者簡介：

姓名：王慶楓，出生年月：1977-07-02，男，漢族，籍貫：安徽省滁州市，所在院校：浙江大學，職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：電氣工程及自動化。