楊再興

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司發(fā)供電分公司，山西陽泉045000）

0 引言

陽煤集團(tuán)發(fā)供電分公司供電工區(qū)管轄礦站、劉站、粉站、馨瑞站4個(gè)變電站，為新景礦、一礦、二礦、三礦、五礦等陽煤主要礦井提供生產(chǎn)用電。開關(guān)柜的穩(wěn)定對電網(wǎng)運(yùn)行起著決定性作用，由于開關(guān)柜屬于封閉式設(shè)備，其日常巡視檢查不太方便。本文對智能監(jiān)控裝置在開關(guān)柜中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜內(nèi)部進(jìn)行視頻監(jiān)視、環(huán)境溫濕度控制、一次回路模擬、無線溫度監(jiān)測、帶電指示及閉鎖、現(xiàn)場核相、遠(yuǎn)動通信及數(shù)據(jù)上傳等諸多功能，全面監(jiān)測開關(guān)柜，給變電站巡檢人員提供方便。

1 陽煤發(fā)供電開關(guān)柜基本情況

陽煤發(fā)供電分公司供電工區(qū)劉站、粉站、馨瑞站為35 kV變電站，劉站、粉站建站有20年的歷史，劉站有低壓開關(guān)柜24臺、高壓開關(guān)柜7臺，緊湊排列。舊式開關(guān)柜只有簡單的觀察窗，在日常操作中，不能有效地觀察（手車）刀閘動、靜觸頭是否合到位，存在一定的安全隱患。封閉式開關(guān)柜受環(huán)境影響較大，雷雨季節(jié)環(huán)境潮濕，開關(guān)柜內(nèi)部通風(fēng)效果差，會潮濕凝露，降低設(shè)備絕緣性能，增加設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，對陽煤電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行及礦井安全供電構(gòu)成威脅。

2 發(fā)供電分公司供電工區(qū)開關(guān)柜運(yùn)行情況分析

針對2019年開關(guān)柜設(shè)備異常統(tǒng)計(jì)如下：

（1）2019年3月12日劉站春檢期間，推進(jìn)35 kV Ⅰ段母線PT手車刀閘時(shí)沒有合到位，造成手車動觸頭擠壓變形。

（2）2019年6月25日，劉站某負(fù)荷開關(guān)柜放電異常，停電后檢查發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)凝露，開關(guān)柜環(huán)境潮濕導(dǎo)致放電異常，造成非計(jì)劃停電。通風(fēng)干燥后恢復(fù)正常運(yùn)行。

（3）2019年7月20日，雷雨天氣，劉站某負(fù)荷開關(guān)柜因柜內(nèi)潮濕導(dǎo)致電流互感器絕緣下降，造成電流互感器放電爆炸，開關(guān)設(shè)備停電。

（4）2019年8月11日，粉站主變高壓側(cè)開關(guān)柜放電異常，停電后檢查發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)凝露，開關(guān)柜環(huán)境潮濕導(dǎo)致放電異常，造成非計(jì)劃停電。通風(fēng)干燥后恢復(fù)正常運(yùn)行。

上述4起異常情況分析：（1）在倒閘操作中沒有有效的監(jiān)控，搖手車時(shí)不能有效觀察動、靜觸頭是否對接合到位，給正常運(yùn)行埋下隱患。原因?yàn)槭周嚨儡壙拷麮相側(cè)螺栓松動，導(dǎo)致手車在進(jìn)入道軌后向下傾斜，操作人員和監(jiān)護(hù)人員均沒有發(fā)現(xiàn)，造成手車C相動觸頭擠壓變形。（2）封閉式開關(guān)柜極易受環(huán)境的影響，高溫天氣和雷雨天氣柜內(nèi)發(fā)生返潮凝露現(xiàn)象，造成柜內(nèi)設(shè)備絕緣下降，從而引發(fā)設(shè)備放電、爆炸和停電等事故。（3）給日常巡檢帶來不便，站內(nèi)值班員對開關(guān)柜巡檢，只能通過眼看、耳聽、鼻聞和紅外線成像儀測量溫度等手段點(diǎn)檢設(shè)備，但對開關(guān)柜內(nèi)濕度做不到有效監(jiān)測，開關(guān)柜內(nèi)潮濕嚴(yán)重導(dǎo)致設(shè)備放電異常，造成非計(jì)劃停電事件。

綜上所述，雖然每年都要對開關(guān)柜設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)及清掃檢查，但還是暴露了很多問題。大部分異常均為開關(guān)柜因潮濕凝露導(dǎo)致柜內(nèi)設(shè)備絕緣性能下降，造成停電事故和非停事件。

3 存在的問題

（1）現(xiàn)有開關(guān)柜只有單一的觀察窗口，開關(guān)柜設(shè)備巡檢只能靠值班員人工點(diǎn)檢的方法判斷，既增加了工作量又增加了巡檢時(shí)間。而且單一的觀察窗口具有局限性，存在設(shè)備盲區(qū)，巡檢人員不能有效觀察到柜內(nèi)互感器、刀閘、避雷器等設(shè)備運(yùn)行情況，給設(shè)備正常運(yùn)行埋下隱患。

（2）現(xiàn)有開關(guān)柜不具備溫濕度監(jiān)測功能，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控開關(guān)柜內(nèi)溫濕度情況，且開關(guān)柜溫度過高不會預(yù)警，濕度過高也不具備自動干燥除濕功能。開關(guān)柜內(nèi)溫濕度需要人工檢測，當(dāng)設(shè)備溫度過高或因潮濕放電時(shí)，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患異常，會導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備爆炸等事故的發(fā)生。

4 開關(guān)柜加裝智能監(jiān)測裝置改造

在原有開關(guān)柜加裝智能監(jiān)測裝置，該開關(guān)柜智能監(jiān)測裝置是針對當(dāng)前智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢而研制的，集成度高，實(shí)現(xiàn)了多功能一體化，包括一次回路模擬、帶電指示及閉鎖、驗(yàn)電核相、儲能指示、母排/觸頭/電纜搭接頭無線測溫和預(yù)警、自動加熱除濕、視頻監(jiān)控隔離開關(guān)分合狀態(tài)、人體感應(yīng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能，使開關(guān)柜進(jìn)一步智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，提高了開關(guān)柜的可靠性。

其主要功能如下：

4.1 一次回路模擬功能

（1）裝置安裝7寸彩色液晶顯示器，可以動態(tài)顯示柜內(nèi)一次原理圖；

（2）開關(guān)動作時(shí)，監(jiān)測裝置界面一次原理圖的開關(guān)狀態(tài)將發(fā)生相應(yīng)變化，同時(shí)面板指示燈會根據(jù)邏輯狀態(tài)相應(yīng)變化；

（3）一次接線原理圖的種類可根據(jù)開關(guān)柜種類進(jìn)行設(shè)置，可對一次接線原理圖進(jìn)行在線修改，方便與各種柜型配合；

（4）監(jiān)測裝置可記錄斷路器、接地刀動作等運(yùn)行狀態(tài)。

4.2 無線溫度監(jiān)測功能

（1）監(jiān)測裝置可配置連接最多64個(gè)無線溫度傳感器，用于監(jiān)測高壓三相母排的實(shí)時(shí)溫度，并通過液晶屏實(shí)時(shí)顯示各點(diǎn)溫度值及溫度曲線；

（2）監(jiān)測裝置可配置各點(diǎn)溫度報(bào)警限值，當(dāng)溫度超過限值時(shí)，監(jiān)控裝置將發(fā)出告警信號，并記錄報(bào)警數(shù)據(jù)，及時(shí)上傳信息值，避免因母排、刀閘觸頭等溫度過高而導(dǎo)致設(shè)備事故發(fā)生；

（3）無線溫度傳感器安裝在開關(guān)柜的母排上，安裝方式為捆綁式安裝；溫度測量范圍為0～+120 ℃，精度為±1 ℃，溫度測量周期為60 s。

4.3 視頻監(jiān)控功能

（1）監(jiān)測裝置可配置連接兩路模擬攝像頭，兩路模擬攝像頭安裝于開關(guān)柜內(nèi)方便清晰查看開關(guān)斷口狀態(tài)的位置，用于實(shí)時(shí)監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)的斷口狀態(tài)；

（2）通過觸摸點(diǎn)擊監(jiān)測裝置液晶顯示器，可切換顯示兩路模擬攝像頭采集的實(shí)時(shí)視頻圖像，實(shí)現(xiàn)在開關(guān)柜外實(shí)時(shí)監(jiān)視開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)斷口狀態(tài)；

（3）監(jiān)視圖像呈現(xiàn)在監(jiān)測裝置液晶顯示器上，便于觀察隔離開關(guān)分合狀況，避免因隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)故障造成事故；

（4）成像清晰而且切換操作方便，提高了檢修工作的可靠度，同時(shí)降低了工作強(qiáng)度。

4.4 環(huán)境溫濕度控制功能

（1）可帶2路溫濕度傳感器及輸出接點(diǎn)，顯示柜內(nèi)的溫濕度數(shù)值；

（2）用于監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)電纜室、開關(guān)室的溫濕度；

（3）監(jiān)測裝置可以配置溫濕度的動作限值，通過對溫濕度傳感器上傳的溫濕度值進(jìn)行處理，選擇性控制加熱器或風(fēng)機(jī)輸出，使開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度值保持在現(xiàn)場運(yùn)行允許的范圍之內(nèi)；

（4）用戶可根據(jù)需要自行設(shè)置加熱/除濕/排風(fēng)輸出的上下限及自動/手動加熱除濕。

4.5 帶電指示及閉鎖、現(xiàn)場核相功能

（1）可通過前面板A、B、C三個(gè)指示燈顯示開關(guān)柜帶電狀態(tài)；

（2）提供兩路帶電閉鎖空節(jié)點(diǎn)功能，可與電磁鎖連接，實(shí)現(xiàn)五防要求，防止工作人員在系統(tǒng)帶電的情況下進(jìn)入帶電間隙，危害人身安全；

（3）監(jiān)測裝置提供了用于連接核相指示器的三相插口，方便現(xiàn)場的核相工作。

5 結(jié)語

改造后大大節(jié)省了值班員的巡檢時(shí)間，降低了維護(hù)費(fèi)用和非計(jì)劃停電率。智能監(jiān)測裝置一是能夠準(zhǔn)確將開關(guān)柜內(nèi)分/合狀態(tài)、帶電顯示、溫濕度實(shí)時(shí)數(shù)值和歷史曲線顯示在面板中，方便巡檢人員查看和記錄；二是具有自我加熱、通風(fēng)除濕功能，能減少開關(guān)柜內(nèi)潮氣，杜絕因潮濕導(dǎo)致的絕緣下降問題；三是能夠準(zhǔn)確測量開關(guān)柜內(nèi)母排、刀閘觸頭、電纜觸頭等設(shè)備溫度，若高溫異常，達(dá)到設(shè)定的溫度值時(shí)會報(bào)警并將數(shù)據(jù)自動傳回后臺機(jī)，監(jiān)盤人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)異常并進(jìn)行處理，預(yù)防事故擴(kuò)大。

改造至今，智能監(jiān)控裝置運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測量準(zhǔn)確、報(bào)文準(zhǔn)確，高溫、雷雨天氣到來后，開關(guān)柜內(nèi)溫濕度隨環(huán)境變化明顯減少，降低了設(shè)備故障率和設(shè)備非計(jì)劃停電率，確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和礦井生產(chǎn)安全供電。