蔣坤　張曉娟　于輝

摘 要：目前變電站尚無完善的防汛設(shè)施，主要靠人工搬運沙袋的方式進行封堵，并通過水泵自啟動進行溝道排水。不僅需要耗費大量人力物力，而且效率低、成效慢，無法及時有效的達到控制汛情、減少損失的目的。且在變電站無人值守方式下，遠方運維人員無法實時了解變電站汛情，缺乏有效的監(jiān)控手段，對設(shè)備的安全運行帶來嚴峻考驗，急需我們進一步完善變電站防汛設(shè)施，提高防汛系統(tǒng)的智能化水平。

關(guān)鍵詞：電力變電站；內(nèi)部智能防汛系統(tǒng)；創(chuàng)新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.111

1 背景及現(xiàn)狀

長期以來，防汛工作一直是關(guān)乎變電站安全運行的重要方面，尤其是近年來，隨著極端暴雨天氣的頻繁發(fā)生，為變電設(shè)備及其附屬設(shè)施的安全運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)。僅2016年，全國就有多座變電站發(fā)生汛水倒灌事件，造成電網(wǎng)被迫停電、設(shè)備損壞等重大損失。而隨著變電站無人值守的不斷推廣，提高防汛系統(tǒng)快速有效的應(yīng)急能力，成為當前所面臨的一個緊迫問題。

2 創(chuàng)新點及原理

該項目將改變原有相對單薄的應(yīng)急防汛工作模式，建立一套智能化防汛設(shè)施，實現(xiàn)防水與排水系統(tǒng)的有效聯(lián)動，迅速增強變電站防汛能力。

（1）通過預(yù)埋擋板，減少外露部分，構(gòu)建隱蔽式筑壩設(shè)施；用智能傳感器和齒輪傳動裝置驅(qū)動擋板升降。

（2）在微氣象中加入液位感應(yīng)裝置，設(shè)計智能邏輯回路，實現(xiàn)排水設(shè)施、筑壩設(shè)施與微氣象設(shè)施的相互聯(lián)動。

（3）開發(fā)智能軟件，建立智能防汛平臺，實現(xiàn)排水與防水設(shè)施的遠程遙控啟動；并關(guān)聯(lián)變電站氣象水文情況，對重要預(yù)警信息進行推送提醒，實現(xiàn)防汛系統(tǒng)實時狀態(tài)的遠程監(jiān)視和控制。

3 實施方案

3.1 研制電動隱蔽式防汛筑壩設(shè)施

該設(shè)施采取地埋式設(shè)計理念，基于側(cè)推擠壓原理技術(shù)，通過智能傳感器和齒輪傳動裝置，構(gòu)建一個隱蔽式防汛筑壩設(shè)施。

其設(shè)施主要由地埋槽、主擋水板、輔助支撐、頂緊螺栓、動力系統(tǒng)、防護板等部分組成。當電源接通時，可實現(xiàn)主擋水板的升、降操作。

3.2 防水、排水設(shè)施及微氣象系統(tǒng)聯(lián)動

設(shè)計智能邏輯控制回路，當微氣象系統(tǒng)中的液位感應(yīng)裝置與排水泵同時達到啟動值時，將聯(lián)動隱藏筑壩設(shè)施自動升起，從而起到阻隔雨水倒灌的作用。

當雨量過大，溝道匯集至蓄水池的水位達到設(shè)定值時，水泵可利用浮球原理實現(xiàn)自啟動向站外排水；當室外的液位感應(yīng)器檢測到地面水位達到設(shè)定值3厘米時，將閉合動作接點。當兩者同時滿足動作條件時，說明當前極有可能發(fā)生汛情，將接通智能邏輯控制回路，將聯(lián)動隱藏式筑壩設(shè)施自動升起，實現(xiàn)變電站站內(nèi)與站外的隔離，達到防止外部雨水倒灌的效果。

3.3 建立智能防汛平臺

開發(fā)一套智能化軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)變電站微氣象、防水、排水設(shè)施的遠程在線監(jiān)控。

（1）氣象水文信息的采集、預(yù)警?？蓪崟r關(guān)聯(lián)發(fā)送所轄變電站的氣溫、降水、風(fēng)速等氣象水文情況，對關(guān)鍵的降水信息進行推送提醒。

（2）隱藏式筑壩設(shè)施的實時監(jiān)控?？蓪崟r采集隱藏式筑壩設(shè)施圖像，掌握當前的水泵，擋板的啟動狀態(tài)。

（3）隱藏式筑壩設(shè)施的操控?？赏ㄟ^手動模式，實現(xiàn)擋板升降的就地遙控，也可調(diào)到無人值守模式實現(xiàn)站內(nèi)無人值守時，設(shè)備根據(jù)降水量自動調(diào)節(jié)水泵的開啟，停止和擋板的升起和降下。

3.4 人性化智能控制

（1）擋板上下限智能控制。擋板上下限智能控制，當設(shè)備出現(xiàn)異常時，智能控制擋板上行，下行在合理范圍內(nèi)，避免造成設(shè)備強行運轉(zhuǎn)，造成故障。

（2）紅外異物檢測。使用紅外遠距離對射開關(guān)，避免升起過程中，出現(xiàn)行車，設(shè)備仍自動升起，碰觸車輛等物體，造成事故，為擋板自動行進，提供保護。

（3）4G手機網(wǎng)絡(luò)通信模塊。使用穩(wěn)定的4G模塊，實時顯示擋板模塊，在緊急情況下，可遠程控制水泵和擋板運作，為設(shè)備提供多層穩(wěn)定的保護措施。

4 經(jīng)濟效益

4.1 從節(jié)約時間分析

以500kV圣臨變?yōu)槔?，距離分部駐地約95公里。如發(fā)生緊急汛情，到達現(xiàn)場約90分鐘，完成大門封堵約30分鐘，處理全過程共120分鐘。采用智能防汛設(shè)施，在2分鐘內(nèi)完成遠方的操控，每次防汛處理可節(jié)約時間約98%。

4.2 從節(jié)約人工分析

每次進行封堵工作，作業(yè)人員由原來的5人減少為0人，按日人工工資 200元計算，可節(jié)約人工成本0.1萬元。

4.3 從設(shè)備安全分析

如封堵不及時，發(fā)生雨水倒灌情況，會造成端子箱、配電箱、蓄電池等設(shè)備的損壞，可能引起因回路短路而造成的大面積停電事故。按單日負荷損失1千萬千瓦時，每度電市價0.86元為計，每日避免損失約860萬元。

5 社會效益

（1）通過本項目使工作人員可實時了解現(xiàn)場汛情及防汛設(shè)施啟動情況，并可實現(xiàn)遠程瞬時遙控啟動，為變減少電站汛情風(fēng)險、提高防汛應(yīng)急反應(yīng)能力提供了可靠地技術(shù)保障。

（2）根據(jù)研制特點，該隱藏式智能防汛設(shè)施還可以運用在工廠、院落、倉庫、車庫等大門，進行外部雨水封堵，起到防止雨水大量灌入的效果，而且免除人員搬運、封堵的過程，提升了整體效率。

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