沈根強，吳 健，張芳江

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000；2.湖州電力自動化工程有限公司，浙江 湖州 313000）

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)電能發(fā)、變、輸、供、配中的一部分，電力系統(tǒng)通過配電網(wǎng)絡(luò)直接向用戶供電.10kV開關(guān)站（也稱開閉所）主要是起10kV開閉、配電作用，用來分配10kV電能.隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電網(wǎng)的供電可靠性要求越來越高，10kV開關(guān)站作為電力輸送與分配的一個重要環(huán)節(jié)，近年來也朝智能化方向發(fā)展，除了電力設(shè)備智能化，開關(guān)站的運行環(huán)境，如溫濕度、電纜溝的水位，SF6氣體泄漏，安防等也實現(xiàn)在線監(jiān)測、報警功能.并通過風機、水泵等執(zhí)行單元消除影響..

1 10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)工作原理及特點

1.1 國內(nèi)外電力在線監(jiān)測的現(xiàn)狀

電力在線監(jiān)測系統(tǒng)由溫度在線監(jiān)測、避雷器絕緣在線監(jiān)測、斷路器在線監(jiān)測、線路在線監(jiān)測、變壓器在線監(jiān)測等組成，系統(tǒng)涵蓋了電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配各個環(huán)節(jié)電氣設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測，監(jiān)測參量多、功能齊全.

在國際上，狀態(tài)監(jiān)測已受到電力部門管理、科研、運營和工程維護人員的日益重視并逐漸成為國際性的前沿研究課題和研究熱點.

在國內(nèi)，在線監(jiān)測主要應(yīng)用于高壓輸電線路、變電站內(nèi)重要電力設(shè)備（如變壓器、高壓開關(guān)），在10kV智能開關(guān)站配電環(huán)節(jié)，目前還沒有整套完整的在線監(jiān)測系統(tǒng).

1.2 在線檢測系統(tǒng)的研究對象

10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)主要集中檢測可能影響到開關(guān)站正常運行的關(guān)鍵因素，這些因素通常包括：

（1）溫度.現(xiàn)在國內(nèi)10kV開關(guān)站內(nèi)的中壓開關(guān)柜都配置了智能微機保護與控制單元，溫度過高或過低，都會影響到這些由電子元器件組成的微機保護裝置.

（2）濕度.濕度過大，一方面會影響到開關(guān)站內(nèi)一次設(shè)備的電氣絕緣，加快電氣設(shè)備的老化速度；同時也影響微機保護裝置的運行安全.

（3）SF6氣體泄漏量.大部分開關(guān)站的開關(guān)柜采用SF6作為絕緣介質(zhì)，若開關(guān)柜的SF6泄漏，開關(guān)柜的絕緣性能消失，影響中壓電網(wǎng)的安全.

（4）電纜溝的水位.現(xiàn)在人們都在關(guān)心城市地下管網(wǎng)的排污能力，主要是在遭遇暴雨或臺風襲擊時，避免和減少損失.有些開閉所建在地下室，電纜溝容易進水，可能會影響到開閉鎖的運行安全.

（5）電纜溫度、電纜接頭溫度.在正常運行時，電纜溫度在室溫附近，當出現(xiàn)過負荷或者接地故障時，電纜會發(fā)熱，超出正常溫度.

10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)通過不同數(shù)量的溫濕度傳感器，SF6氣體傳感器，液位傳感器，接觸式無線測溫傳感器安裝在關(guān)鍵的檢測部位，實時監(jiān)測相關(guān)參數(shù).并通過網(wǎng)絡(luò)送給配網(wǎng)自動化主站，進行統(tǒng)一的分析和處理.本系統(tǒng)通過管理軟件可設(shè)置預(yù)警參數(shù)，如溫度預(yù)警值，濕度預(yù)警值，SF6氣體泄漏預(yù)警值，電纜溝水位預(yù)警值，電纜溫度預(yù)警值.同時，系統(tǒng)中有兩個執(zhí)行單元：風機和水泵.風機的主要作用是通過室內(nèi)與室外的空氣交換，可以給室內(nèi)降溫，降濕的效果；水泵的主要作用是給電纜溝排污.

1.3 開關(guān)站在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成

圖1 10 kV 智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備組1和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備組成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（如圖1所示）.通常，OLT設(shè)備以上設(shè)備為主站設(shè)備，包括OLT設(shè)備、主站光端機、主站、海量數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用工作站.ONU設(shè)備為該系統(tǒng)的通訊設(shè)備.

TSM300NET－C智能開閉所在線監(jiān)控系統(tǒng)為該系統(tǒng)的管理設(shè)備，其主要功能包括：

（1）負責系統(tǒng)內(nèi)各類傳感器的數(shù)據(jù)接收（包括協(xié)議轉(zhuǎn)換）、數(shù)據(jù)分析和處理、與主站之間的數(shù)據(jù)通訊（CDT規(guī)約格式）.

（2）負責整個站的智能管理與控制，各傳感器檢測參數(shù)預(yù)警值的設(shè)置與預(yù)警功能；

（3）實現(xiàn)設(shè)備之間的自動控制，如檢測到溫濕度超過預(yù)警值后可自動啟動風機進行降溫、排濕，等相關(guān)參數(shù)達到正常值后自動停止風機.監(jiān)測到電纜溝水位超警戒水位之后可自動啟動水泵進行排水；

（4）實現(xiàn)主站對執(zhí)行單元的遙控功能.

各類氣體傳感器主要負責監(jiān)測相關(guān)參數(shù)，一般的數(shù)量配置按照上圖的典型設(shè)計即可滿足要求，大的開閉所或開關(guān)站可根據(jù)實際需要增加.

1.4 開關(guān)站在線監(jiān)測管理軟件

如圖2所示為湖州市開關(guān)站已安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)的主畫面，在該畫面上顯示“天盛開關(guān)站”、“科博開關(guān)站”、“海關(guān)開關(guān)站”，同時每個開關(guān)站的右邊有指示燈，該指示燈有三種顏色，分別為綠色、黃色、紅色.每種顏色的含義如下：

綠色：開關(guān)站的各個監(jiān)測量顯示正常；

黃色：開關(guān)站內(nèi)至少有一個監(jiān)測量偏離正常范圍.需要引起工作人員關(guān)注；

紅色：開關(guān)站內(nèi)至少有一個監(jiān)測量處于異常狀態(tài)，需要工作人員緊急處理；

如圖3所示為湖州天盛開關(guān)站在線監(jiān)測系統(tǒng)的每個監(jiān)測量的具體值，如溫度值、濕度值、氧氣濃度值以及開關(guān)柜內(nèi)各電纜接頭的溫度.

如圖4所示為湖州天盛開關(guān)站在線監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的報警信息，該信息包括告警發(fā)生的時間、告警的類型等內(nèi)容，方便電力技術(shù)人員分析診斷故障.

圖2 湖州市開關(guān)站已安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)圖

圖3 湖州市開關(guān)站已安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)圖

圖4 湖州市開關(guān)站已安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)圖

2 10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例

浙江省湖州市在天盛花園小區(qū)10kV開閉所、海關(guān)10kV開關(guān)站、科博10kV開關(guān)站等三個場所安裝了10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng).三個開關(guān)站的現(xiàn)場情況見表1.

表1 開關(guān)站在線監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場情況統(tǒng)計表

在具體的工程改造中，考慮開關(guān)站的實際情況及供電局安全方面的技術(shù)要求，傳感器器的數(shù)量略有不同.三個開關(guān)站沒有水泵控制，主要原因是：一方面安裝水泵的成本高，改造項目管道鋪設(shè)的難度大；另一方面原有的建筑物有排污系統(tǒng)，因此只需要安裝水位傳感器檢測地下室水位即可滿足要求.工程改造完半年多來，使用情況表明改造效果良好，通過供電局驗收并得到專家的好評.

3 結(jié)語

湖州市的天盛花園開關(guān)站、海關(guān)開關(guān)站、科博開關(guān)站在實施10kV智能開關(guān)站在線監(jiān)測系統(tǒng)后，在主站通過Higsoon組態(tài)工具軟件制作每個開關(guān)站的運行畫面，在畫面上可實時查看開關(guān)站的環(huán)境溫濕度、電纜溫度、SF6氣體泄漏、電纜溝水位等信息.該系統(tǒng)一方面幫助電力運行人員延長電力巡檢間隔時間，同時在出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)的歷史信息可以輔助電力技術(shù)人員分析故障原因.因此，該系統(tǒng)在配網(wǎng)自動化的建設(shè)中有極大的推廣價值.

［1］鄒建明.在線監(jiān)測技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用［J］.高電壓技術(shù)，2007，33（8）：203－206.

［2］蔡國雄.變電站在線監(jiān)測的新技術(shù)與新概念［J］.電力系統(tǒng)自動化，1995，19（10）：26－29.

［3］王璐.電器設(shè)備在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修技術(shù)［J］.現(xiàn)代電力，2002，19（5）：40－45.