楊達偉+錢利宏

摘要：配電站的安全管理一直以來都是一個重要的問題，開關跳閘、溫度過高、漏水等問題的出現(xiàn)很容易使配電站的電力設備出現(xiàn)故障而影響正常用電，而這些問題往往沒有引起人們的重視。由于安全監(jiān)測系統(tǒng)還未完善，所以只能通過人工定期巡檢的方式逐個檢查設備，效率比較低，所以加強對配電站的安全監(jiān)測系統(tǒng)研究勢在必行。

關鍵詞：配電站；安全監(jiān)測；系統(tǒng)組成；技術參數(shù)；監(jiān)測方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM72 文章編號：1009-2374（2016）35-0021-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.010

配電站的安全監(jiān)測系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，專門用來監(jiān)測10kV線路、高壓電力設備、變壓器、配電站內部溫度、濕度等，便于讓電力部門了解配電站的具體情況，并利用安全監(jiān)測系統(tǒng)來保護電力系統(tǒng)安全。本文通過對配電站安全監(jiān)測系統(tǒng)的組成結構分析，提出了一些配電站安全監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，對配電站的安全監(jiān)測工作有一定的幫助。

1 安全監(jiān)測系統(tǒng)組成

1.1 10kV高壓監(jiān)測部分

高壓監(jiān)測部分主要是監(jiān)測斷路器、搭接頭等易引起故障的位置，包括濕度監(jiān)測、溫度監(jiān)測、煙霧監(jiān)測等方面，主要設備有溫度傳感器、濕度傳感器、通訊設備、信號接收設備等，通過傳感器獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)經過通訊設備傳輸?shù)街行奶幚硐到y(tǒng)，中心處理系統(tǒng)經處理后將指令發(fā)送到信號接收設備。

1.2 0.4kV低壓監(jiān)測部分

低壓部分可以直接為供電，所以對于低壓部分的監(jiān)測是十分重要的。一般情況下，低壓部分相比高壓部分的溫度會更高，所以對于低壓部分的溫度監(jiān)測就顯得尤為重要。低壓部分主要監(jiān)測斷路器、刀閘、電容器溫度、外界溫度、濕度等。

1.3 變壓器監(jiān)測部分

變壓器是配電站的重要組成部分之一，其內部結構比較復雜，所以對于變壓器的安全監(jiān)測要格外關注。變壓器部分的監(jiān)測除了監(jiān)測內部線路的電壓電流以外，還需要關注油溫的變化。油溫可以在一定程度上反映出內部線圈的溫度，再結合外界溫度和變壓器的散熱裝置，可以大概地算出變壓器的溫度。

2 安全監(jiān)測實施方案

2.1 電氣連接點的監(jiān)測

2.1.1 監(jiān)測點的選取。電氣連接點的監(jiān)測點選取斷路器、隔離刀閘、電容器等位置。

2.1.2 監(jiān)測系統(tǒng)安裝方式。將傳感器的綁帶和金屬線接觸，如圖1所示：

2.2 變壓器的監(jiān)測

2.2.1 監(jiān)測點的選取。低壓側將軍帽的套管接線端以及散熱板的油溫，如圖2所示：

2.2.2 安裝方式。

2.3 外界環(huán)境監(jiān)測

2.3.1 溫度、濕度與煙霧監(jiān)測。配電站需要安裝溫度傳感器、濕度傳感器以及煙霧濃度報警系統(tǒng)，以全面掌握配電站的環(huán)境情況。

2.3.2 安裝方式。溫度傳感器與濕度傳感器的安裝可以利用支架支撐將其安裝在墻壁上，然后將支架固定好；煙霧濃度報警系統(tǒng)一般是安裝在天花板上；滲水檢測器一般是安裝在容易發(fā)生滲水或積水的位置，如圖4所示：

2.3.3 移動監(jiān)測報警法。移動監(jiān)測報警指的是通過將之前的圖像與當前圖像進行對比，如果差異過大則視為入侵行為。這種方法只有監(jiān)測系統(tǒng)處于防御狀態(tài)，而且開啟了這項特殊功能時才可以使用。

2.3.4 監(jiān)測方法?？梢詫⒓t外掃描與移動監(jiān)測報警法相結合，實現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域的有效監(jiān)測。

將紅外掃描探測器安裝在視野比較開闊的位置，攝像頭朝向監(jiān)測區(qū)域內，一旦有帶熱輻射的人體進入監(jiān)測范圍內，10秒之后自動開啟移動監(jiān)測系統(tǒng)，并發(fā)出報警信號。這樣可以有效減少系統(tǒng)誤判斷，提高監(jiān)測準確度。

2.4 配電箱的設置

傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過通訊裝置傳輸?shù)脚潆娖鞯慕邮漳K，然后配電器根據(jù)需求分配電能。配電箱通常是設置在配電室的墻壁上，由室內220V的正常電源供電。安裝效果如圖5所示：

2.5 巡檢專用手機軟件

該軟件有三個主要組成部分：工作任務部分、數(shù)據(jù)采集部分以及用戶資料部分，所有任務清單都是根據(jù)客戶指定的要求發(fā)送到任務發(fā)布平臺，然后由配電站工作人員分配任務，將巡檢過后的結果統(tǒng)一發(fā)送到后臺處理中心。

2.5.1 用戶資料部分。用戶資料部分是用戶通過正確輸入賬號密碼即可登陸軟件。該部分會立即顯示用戶資料，包括姓名、崗位職責、所屬部門等。

2.5.2 工作任務部分。工作任務部分是指用戶所接到的工作任務，并將工作任務的完成程度進行分類，分成“已完成任務”“未完成任務”以及包含兩者的“全部”三大塊。根據(jù)工作任務部分的情況可合理安排用戶的工作進度和任務完成順序，有效提高用戶的工作效率。

2.5.3 數(shù)據(jù)采集部分。利用熱成像技術對巡檢現(xiàn)場的情況進行數(shù)據(jù)采集、儲存，并通過設置調整數(shù)據(jù)信息的顯示方式。

2.6 熱成像技術

將熱成像技術應用于配電站巡檢當中，出現(xiàn)了小型化的紅外熱成像模塊。這種模塊占用空間比較少，而且能量消耗也比較低，便于移動。只需要將該模塊通過數(shù)據(jù)線與手機連接在一起，就可以形成一個熱成像裝置，再結合手機專用的巡檢軟件，可以有效提高巡檢效率，降低巡檢人員的工作量。

當前市場上也出現(xiàn)過專業(yè)的手持熱成像儀，但是手持熱成像儀占用的空間比較大，所以移動起來也不太方便，使得巡檢人員巡檢效率降低。而新型熱成像模塊可以與手機連接在一起，只需要攜帶手機和模塊以及數(shù)據(jù)線就可以完成熱成像巡檢工作，方便快捷，如圖6所示：

3 后臺處理系統(tǒng)

3.1 后臺處理系統(tǒng)的組成

后臺處理系統(tǒng)位于中心控制室內，里面包含了整個配電站運行系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用這些監(jiān)測數(shù)據(jù)就可以對配電站每個部分的運行情況進行分析、處理。

溫度監(jiān)測系統(tǒng)可以顯示每個監(jiān)測部位的實時溫度數(shù)據(jù)，并可制作成溫度曲線、報表等，具有很好的開放性；數(shù)據(jù)庫內數(shù)據(jù)儲存量十分龐大，可以再次對數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)。從溫度監(jiān)測系統(tǒng)的界面上可以觀察到每個監(jiān)測點所在的詳細位置，并清楚地反映了各個監(jiān)測點的溫度變化狀態(tài)。

溫度監(jiān)測報表可以將采集到的溫度數(shù)據(jù)進行整理，自動生成報表，便于溫度數(shù)據(jù)的儲存以及歷史記錄的

查詢。

溫度曲線圖則可以將各個監(jiān)測點溫度變化趨勢直觀地表示出來，使得監(jiān)測人員對配電站各部位的溫度變化情況有整體的把握，便于工作人員進行溫度調整工作。

3.2 間接測溫故障診斷技術

間接測溫點所測得的溫度會受到許多因素的影響，比如電路的回路發(fā)熱功率、測溫觸頭處電阻的熱量、外界的溫度、電柜的散熱等。將間接測溫點的溫度變化與這些影響因素的變化規(guī)律進行比較研究，利用這種變化規(guī)律可以對設備的故障進行診斷。因為在設備正常運轉狀態(tài)下，各項參數(shù)變化都是很穩(wěn)定、很規(guī)律的，所以溫度變化也會相對穩(wěn)定，如果溫度變化規(guī)律出現(xiàn)了異常，那么就說明設備某一部分出現(xiàn)了故障。這個變化規(guī)律可以通過計算機模型的方式得到。將設備溫度場分布情況模擬出來，最后得到各監(jiān)測點溫度升高參數(shù)。

故障診斷軟件還包括其他部分：通訊部分、數(shù)據(jù)分析部分、報警部分、故障診斷部分、短信通知部分、系統(tǒng)管理部分、日志記錄部分、用戶授權部分、安全管理部分、服務中心部分等。

3.3 后臺處理系統(tǒng)功能

（1）對配電站內部各項設備、露天電力設備以及設備環(huán)境等進行24小時實時監(jiān)測；（2）對于各電氣設備的接地設施的溫度進行實時監(jiān)測；（3）利用網(wǎng)絡技術實現(xiàn)安全監(jiān)測系統(tǒng)當中各計算機之間的正常通信；（4）自動在工作任務發(fā)布平臺上定時發(fā)送工作任務，由巡檢人員接受并完成以后，及時檢查巡檢結果；（5）利用通信系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)儲存到計算機的總數(shù)據(jù)庫內，以便于后期的數(shù)據(jù)分析和處理；（6）可將各個時間段的監(jiān)測點溫度數(shù)據(jù)調出，制作成溫度曲線，通過比較各時間段溫度曲線的變化，分析該時間段內設備的運行情況；（7）當監(jiān)測點的溫度超過預定上限、溫度上升的速度超過預定最快上升速度時，立即開啟自動報警功能，并以短信的方式通知負責該監(jiān)測點所在區(qū)域的負責人，及時進行處理；（8）所采集到的溫度數(shù)據(jù)儲存到數(shù)據(jù)庫內，可隨時查詢歷史記錄；（9）通過比較溫度上升參數(shù)進行設備的故障診斷；（10）數(shù)據(jù)報表的生成打?。唬?1）用戶權限管理分級，一共可分為三級。

4 系統(tǒng)技術參數(shù)設置

4.1 后臺處理系統(tǒng)技術參數(shù)

（1）監(jiān)測點數(shù)量的選擇：一般是選擇512個監(jiān)測點，如果需要更多，可以設置1024個監(jiān)測點；（2）系統(tǒng)可靠度參數(shù)：遙測不合格率要控制在0.01%以下；（3）系統(tǒng)實時性參數(shù)：遙測超越限度和遙信傳送之間的時間不能超過5秒，所測數(shù)據(jù)的刷新時間也不能超過5秒；（4）系統(tǒng)畫面的刷新時間也要控制在5秒以內；（5）儲存到數(shù)據(jù)庫內的數(shù)據(jù)信息至少要能保存一年以上。

4.2 數(shù)據(jù)采集設備技術參數(shù)

4.2.1 溫度傳感器技術參數(shù)。（1）準確度：測量誤差控制在1℃以內；（2）最小分度值：0.1℃；（3）每次傳輸數(shù)據(jù)的間隔一般設置為4分鐘；（4）測溫范圍：0℃～125℃。

4.2.2 電流傳感器技術參數(shù)。（1）額定工作電壓：小于35kV；（2）額定電流：10～1500A不等；（3）溫度范圍：40℃～110℃；（4）測溫準確度：2℃以內。

4.2.3 熱成像技術參數(shù)。（1）保證測溫效果的最佳距離：5m以內；（2）熱靈敏度控制：50mK以內。

5 結語

配電站正常運行直接關系到住戶的正常用電，所以其安全控制必不可少。通過對配電站安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究，采取合適的監(jiān)測設備安裝辦法，正確選取監(jiān)測點，對配電站實行實時監(jiān)測。同時將專業(yè)巡檢軟件應用到巡檢當中，使人工巡檢與設備監(jiān)測相結合，提高監(jiān)測的準確度。利用后臺處理系統(tǒng)將所測得的數(shù)據(jù)收集整理入數(shù)據(jù)庫，并制作成報表和曲線圖，便于監(jiān)測人員對設備運行情況的分析，及時處理故障，使安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)揮應有的作用。

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作者簡介：楊達偉（1985-），男，廣東珠海人，廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局工程師，研究方向：電氣工程與自動化；錢利宏（1986-），男，江西上饒人，供職于廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，研究方向：配網(wǎng)自動化。

（責任編輯：黃銀芳）