10kV環網柜濕度控制系統檢測裝置及其應用

王正學

摘要：近年來，社會進步迅速，我國的電力行業建設的發展也有了改善。10kV環網柜是非常重要的配電設備，其安全、可靠運行對電力系統的安全、有效運行具有十分重要的意義。目前，所有10kV環網柜都有安裝加熱器。但是，環網柜內加熱器能否在設定的濕度下正常工作，與濕度控制系統有直接的關系。如果濕度控制系統無法正常運行，會導致環網柜內的濕度越來越大，最終會因為柜內濕度過大導致絕緣會破壞，引發爆炸。

關鍵詞：10kV環網柜;濕度控制系統;檢測裝置;應用

引言

10kV環網柜的可靠運行對電力系統的安全、有效運行十分重要。目前，所有10kV環網柜都安裝加熱器，環網柜內加熱器能否在設定的濕度下正常工作，與濕度控制系統有直接關系。如果濕度控制系統無法正常運行，會導致環網柜內的濕度越來越大，最終導致絕緣破壞，引發爆炸。

1重要性

在城市配電網中，環網柜一般與若干條10kV配電線路相連，實現電能的分配。然而環網柜在運行的過程中，受到的外界干擾因素較多，如自然條件使得環網柜內的溫度過高或濕度過大、受到外力的撞擊、所接帶的負荷較重導致運行溫度偏高等，這些都是環網柜的異常運行狀態。通過對環網柜進行在線綜合監測，能夠及時掌握環網柜的運行信息，并可以通過移動APP無線傳輸技術，將環網柜的運行狀態信息發送至配電運維人員的終端中，實現對環網柜的高效精準運維，滿足城市配電網的發展需求。在信息化時代下，物聯網技術的發展速度較快，已經應用在包括電力行業在內的多個領域，提高了社會的信息化和自動化技術水平。通過物聯網技術中的智能感知和智能辨識技術，可以實現數據信息的智能化準確采集，并與通信技術進行融合，實現數據的快速傳輸和處理，提高電力生產的技術水平。物聯網技術在環網柜在線監測系統中的應用，可以分為感知層、控制層和應用層等三層。其中，感知層主要是利用物聯網在數據采集方面的優勢，廣泛采集環網柜的各類運行數據。控制層是將所采集的數據進行分析和處理，應用層則是將處理后的數據形成相應的結果或決策信息，供環網柜運維人員進行參考。

2工作原理

針對存在的問題，本文研發了一種環網柜專用降溫除濕裝置。該裝置延長了電纜頭和隔離開關等機構的壽命，達到了最大經濟使用效率，具有十分重要的應用價值。在原有環網柜的頂端開若干個出氣口。在風機的作用下，將環網柜中50～60℃的熱空氣抽入熱風管中，經管道依次經過空調器和除濕器，將熱空氣溫度降到30℃以下、濕度降到40%以下后，再進入布置在環網柜底部的冷風管，然后通過冷風管上的進氣孔吹入冷風管網柜，實現對環網柜的降溫除濕。環網柜的側壁上安裝了溫度傳感器和濕度傳感器，并分別與空調器和除濕器相連。當環網柜溫度下降到指定溫度時，空調器停止工作;環網柜溫度高于工作極限溫度時，空調器開始工作。同理，當環網柜濕度下降到指定濕度時，除濕器停止工作;環網柜濕度高于工作極限濕度時，除濕器開始工作。在冬季溫度較低時，環網柜靠自身自然散熱完全可以滿足工作要求，此時風機停止循環，達到智能化降溫除濕的效果。此外，在環網柜的頂部加設了防雨蓋板，可防止雨水淋濕風機、空調器和除濕器。

310kV環網柜濕度控制系統檢測裝置及其應用

3.1使用方法

檢測前，將環網柜的濕度傳感器拆下、放入裝置檢測室中，蓋上上蓋，將水霧傳輸通道一端連接至檢測室，一端連接檢測裝置主體水霧出口。打開檢測裝置開關，觀察檢測室中濕度值是否達到93%RH。達到93%RH時，用儀表測量環網柜加熱器是否有電信號輸出，如果有電信號輸出，說明該濕度控制系統正常，可以投入使用;如果沒有檢測到電信號輸出，說明濕度控制系統有故障，需進行更換。

3.2現場應用

利用新建環網柜、停電檢修環網柜機會，完成20組濕度控制系統的檢測，110kV環網柜濕度控制系統檢測裝置檢測的平均時間為259.85s，比傳統方法687s的檢測時間快很多，勞動強度更低。

3.3統一信息模型和統一通信規約技術

由于環網柜的運行數據信息類型較多，故在環網柜在線綜合監測系統中采用了多種不同類型的傳感器，各類傳感器所采集的數據進行交互存在一定的困難，并且不同生產廠家的傳感器設備的數據格式、表達方式等方面不一，在互聯互通方面也難以實現。為了保證各類應用系統的數據信息交互質量，實現對環網柜運行狀態的全面感知和實時掌握，采用統一信息模型和統一的通訊規約技術，是環網柜在線綜合監測系統中的關鍵技術之一。其中，統一信息模型可以采用目前在智能變電站中廣泛采用的IEC61850通信標準。在這種通信標準中，以傳感器作為最小的邏輯通信單元，并對環網柜中所布置的各類傳感器分別建模。由于在建模的過程中采用的是統一的信息模型，故可以實現統一建模，提高數據之間的互操作性。IEC61850采用面向對象的建模技術，定義了基于客戶機/服務器結構的層次數據模型。面向對象的建模方法的出發點和基本原則是盡可能模擬人類習慣的思維方式，使開發軟件的方法盡可能接近人類認識世界的方法與過程。從應用的角度，IEC61850標準又將服務器分層為邏輯設備LD（LogicalDevice），邏輯設備包含邏輯節點LN（LogicalNode），邏輯節點包含數對象DO（DataObject），數據對象則是由數據屬性（dataattributes）構成的共用數據類的命名實例。IEC61850把裝置的不同功能抽象為邏輯節點，裝置具有的功能就是各個邏輯節點的集合，這很好地解決了裝置的類型和裝置功能的組合。此外建立環網柜在線監測系統的統一信息模型之后，需要通過統一的通信規則映射到網絡層，以實現數據信息在網絡層的傳輸。在IEC61850通信標準中，采用面向對象技術定義通信服務，服務接口采用抽象通信服務接口的方法，它獨立于具體的網絡應用層協議。客戶服務通過抽象通信服務接口，由SCSM映射到采用的通信棧或協議子集。該統一通信規約在應用的過程中，只需要將對象和服務映射到新的特定通信協議棧，只要改變相應的特定通信服務映射SCSM即可，而信息模型及相關規范不用變化。正是由于IEC61850標準的這些特點，使應用和通信解耦，促使構建無縫開放式的環網柜自動化監控系統得以實現。

結語

110kV環網柜濕度控制系統檢測裝置的現場應用，檢測時間大大縮短，檢測準確度有很大提高，保證了電力設備的安全可靠運行和供電可靠性。裝置方便攜帶，大大減輕了施工人員的勞動強度及作業量。為進一步提升公司安全風險管控水平提供了有力手段。工程中的具體應用表明，該裝置可以有效控制環網柜內的溫度和濕度參數，避免產生凝露，降低環網柜因凝露發生故障的風險，有效改善了電氣設備的運行環境，降低了維護工作量，提高了控制的智能化水平，市場前景廣闊，值得大力推廣。

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