在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)在三維中置開關(guān)柜中的應(yīng)用

張永　王獻(xiàn)禮　夏麗妮　陳世華

摘 要 三維中置開關(guān)柜進(jìn)線倉溫濕度在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)是以變電站三維實景為載體，融合了中置柜中的在線測溫系統(tǒng)、風(fēng)扇、GIS設(shè)備室的風(fēng)機(jī)逼真、沉浸式展現(xiàn)，大大提高了監(jiān)控人員監(jiān)測及控制中置柜溫濕度的便捷性和準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】三維中置開關(guān) 在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)

1 概述

目前，變電站中中置式封閉開關(guān)柜越來越多，柜內(nèi)裝有電流互感器與匯流排接點等設(shè)備。用電高峰時，因負(fù)荷過高，柜內(nèi)設(shè)備器件及環(huán)境溫度都出線升高。同時，當(dāng)雨霧天氣濕度過高時，由于絕緣水平下降，柜內(nèi)也會出現(xiàn)溫度升高。這些現(xiàn)象在電力系統(tǒng)雖為常見現(xiàn)象，但由于這些開關(guān)柜為封閉式，柜內(nèi)溫度升高時，運行人員難以發(fā)現(xiàn)。中置封閉的開關(guān)結(jié)構(gòu)，有利于防塵、防小動物、防觸電、免清掃和操作方便美觀等優(yōu)點，但另一方面由于封閉造成通風(fēng)散熱能力下降，開關(guān)柜溫度過高和濕度過大造成設(shè)備事故的缺點也同時存在。高效準(zhǔn)確地對開關(guān)柜溫濕度進(jìn)行監(jiān)控是個越來越引起重視的課題。

同時，隨著電力科技的快速發(fā)展，無人值守變電站的電壓等級和范圍越來越廣，但對運行巡視人員、運行監(jiān)控人員、檢修操作人員、遠(yuǎn)程指揮人員、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)人員等，均缺少對變電站實際場景和電氣設(shè)備的場景及工況直觀對應(yīng)、準(zhǔn)確把握。

三維中置開關(guān)柜進(jìn)線倉溫濕度在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)是以變電站三維實景為載體，融合了中置柜中的在線測溫系統(tǒng)、風(fēng)扇、GIS設(shè)備室的風(fēng)機(jī)逼真、沉浸式展現(xiàn)，大大提高了監(jiān)控人員監(jiān)測及控制中置柜溫濕度的便捷性和準(zhǔn)確性。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

三維中置開關(guān)柜進(jìn)線（或出線） 溫、濕度在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)開發(fā)是基于變電站高壓開關(guān)柜溫、濕度過大不能有效監(jiān)控的基礎(chǔ)上進(jìn)行的開發(fā)研究，該系統(tǒng)根據(jù)各高壓開關(guān)柜內(nèi)溫、濕度傳感器所采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)，以及采集到的電纜頭溫度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)越限報警，短信報警等，并可在溫濕度超過預(yù)警條件的情況下自動啟動排風(fēng)扇，可有效的避免因濕度超標(biāo)或溫度過高而引起的高壓開柜內(nèi)凝露及電纜頭發(fā)熱事故發(fā)生。

同時利用虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)，針對變電站3D實景建模，對中置開關(guān)柜進(jìn)線倉實時溫濕度狀態(tài)，進(jìn)行直觀沉浸式展示，構(gòu)建3D實景中置開關(guān)柜進(jìn)線倉溫濕度信息的實時監(jiān)測、在線評估、動態(tài)預(yù)警、歷史曲線等功能的沉浸感強、交互便利的應(yīng)用系統(tǒng)，如圖1。

3 功能特點

在變電站中置開關(guān)柜內(nèi)部署安裝環(huán)境溫濕度傳感器和電纜頭測溫設(shè)備，并在對應(yīng)間隔加裝排風(fēng)除濕裝置，在開關(guān)室房間內(nèi)部署安裝聲光報警器，當(dāng)溫濕度超標(biāo)時啟動報警，溫濕度傳感器、聲光報警器等連接到報警控制器，所有設(shè)備通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶蠖似脚_。觸發(fā)報警信息可通過短信網(wǎng)關(guān)給相關(guān)負(fù)責(zé)人發(fā)送短信。

針對GIS設(shè)備室風(fēng)機(jī)需要現(xiàn)場人為啟動的現(xiàn)狀，通過增加設(shè)備及軟件開發(fā)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程啟動風(fēng)機(jī)，具體操作為操作人員在辦公室遠(yuǎn)程操作風(fēng)機(jī)的開合，當(dāng)工作人員到達(dá)現(xiàn)場時，風(fēng)機(jī)已經(jīng)工作一段時間，提前將潛在的有害氣體排出室外，達(dá)到節(jié)省時間，提高工作效率的目的。

3.1 3D沉浸再現(xiàn)變電站場景

系統(tǒng)直觀再現(xiàn)變電站的建筑、主控室、開關(guān)室及環(huán)境場景，直觀顯示電氣一次部分以及電氣部分的實際連接，直觀顯示開關(guān)柜的位置、外觀，直觀顯示安防設(shè)備的現(xiàn)場安裝位置，如風(fēng)機(jī)等設(shè)備，如圖2、圖3。

3.2 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

溫度實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)、濕度實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)和風(fēng)扇實時狀態(tài)，在實景場景視圖中，鼠標(biāo)靠近開關(guān)柜，顯示柜內(nèi)溫濕度實時數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)面板逼真展示柜內(nèi)風(fēng)扇狀態(tài)，靜止或旋轉(zhuǎn)，如圖4。

3.3 溫度智能告警

配置溫度告警閾值，當(dāng)柜內(nèi)溫度超過閾值，平臺會自動告警，并通過短信方式發(fā)送給相關(guān)人員，同時柜內(nèi)風(fēng)扇自動開啟。

3.4 遠(yuǎn)程控制GIS設(shè)備室風(fēng)機(jī)啟動/關(guān)停

點擊GIS設(shè)備室控制面板，可遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的啟動/關(guān)停，場景中逼真地展現(xiàn)風(fēng)機(jī)位置及狀態(tài)，如圖5。

4 總結(jié)

三維中置開關(guān)柜進(jìn)線倉溫濕度在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)以三維平臺為載體，直觀、沉浸地展示變電站、中置柜及風(fēng)機(jī)等設(shè)備在變電站實景中的相關(guān)位置及狀態(tài)，從而大大提高了監(jiān)控人員對測溫進(jìn)行查找、監(jiān)測及控制的效率和準(zhǔn)確度。

作者簡介

張永（1979-），現(xiàn)為國網(wǎng)宣城供電公司檢修公司變電運檢室工程師。

王獻(xiàn)禮（1969-），現(xiàn)為國網(wǎng)宣城供電公司檢修公司變電運檢室工程師。

夏麗妮（1987-），現(xiàn)為國網(wǎng)宣城供電公司檢修公司變電運檢室助理工程師。

陳世華（1989-），現(xiàn)為國網(wǎng)宣城供電公司檢修公司變電運檢室助理工程師。

作者單位

宣城供電公司 安徽省宣城市 242000