摘 要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力已經(jīng)逐漸成為人民生活中的必需品，而作為提供這一必需品的供電環(huán)節(jié)，顯而易見的擔負著重大責任。經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對于電力的需求在不斷上升，對于供電可靠性的要求日益增高，如何切實有效的提高供電可靠性也就成為了迫在眉睫的重大問題。要解決這一問題，要從根源入手，變電站作為維系電力系統(tǒng)穩(wěn)固的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)無疑是最好的切入點，變電站本身承擔著變換電壓、接受和分配電能、控制電能流向等職能，變電站通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系在一起，可以說，變電站的平穩(wěn)安全運行涉與廣大人民群眾的生產(chǎn)生活用電問題緊密相連。

關(guān)鍵詞：電纜溝積水;實時監(jiān)控;水位監(jiān)測;簡化工作

緊跟時代發(fā)展的腳步，電力系統(tǒng)的改革也在穩(wěn)步推進，隨著電力體制改革和國網(wǎng)公司三集五大體系建設(shè)的不斷深入，新一代智能變電站工程已經(jīng)逐漸落地成型。與此同時，伴隨智能裝備科研水準的不斷加強，各省市電力公司的大運行體系也已基本實現(xiàn)了集控中心的集中化管理，促使各個變電站的非工作時間運行已基本達到無人或少人在崗即可正常運作，這大大提高了電力系統(tǒng)的有效工作效率和減少了非必要的人力資源浪費。但是，就目前供電供求情況來看，變電站仍存在一些問題亟待解決，其中包括目前大多數(shù)變電站現(xiàn)在使用的輔助設(shè)備，其自動化、智能化水平相對較低，主要工作仍需人工操作完成;監(jiān)控中心無法對變電站內(nèi)輔助設(shè)備進行實時監(jiān)控、對輔助設(shè)備運行狀況及時了解;對各個輔助設(shè)備進行統(tǒng)一的管理及記錄等問題。并且在汛情發(fā)生時，由于消息的傳輸存在滯后性，變電站運維人員難以及時有效的第一時間做出應(yīng)對措施，這可能會導致維修難度與維修時長的增加，從而拖慢了汛情的整體救援速度。同樣的，在日常工作中對一些細微的進水問題也難以發(fā)現(xiàn)解決;變電站中的電纜溝主要用來放置和保護電纜，是變電站中不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

一、現(xiàn)狀調(diào)查

目前，針對變電站電纜溝存在以下問題。首先，變電站實行無人值守工作模式，一個集控中心監(jiān)控著很多變電站，并且變電站都分散在各個地方。汛期檢查工作量大。其次，在雷雨季節(jié)，要分別對各個變電站的電纜溝進行防汛檢查，而且還要進行其他檢查，并且每個站的電纜溝分布很多，要一個個檢查，這樣大大增加了工作人員的工作量和工作時間，也增加了工作強度，影響工作效率。再者，平時電纜溝滲水時不能報警提醒監(jiān)控人員，只有在例行檢查的時候才能發(fā)現(xiàn)問題，這樣也存在很大的安全隱患。總的來說，現(xiàn)在各類變電站電纜溝分布在全站各處，雖然有水位觀測點，但是必須要分別打開各處電纜溝蓋板，使用目測方法觀察。只有在特殊巡視時才會逐一打開檢查，平時監(jiān)控不能達到全時段，不能在出現(xiàn)問題時及時發(fā)現(xiàn)并報警。最后還有一點，變電站女值班員在翻開電纜溝可能力氣不足，很容易受傷。而出現(xiàn)上述現(xiàn)象的根本原因在于：變電站巡視基本上靠人力目測，并根據(jù)天氣等因素人為判斷再進行檢查。汛期檢查工作量大，如果是雨天翻電纜溝蓋板，容易造成人員受傷。監(jiān)控人力不足，監(jiān)控設(shè)備存在局限性，沒有相關(guān)新技術(shù)進行替代人員檢查。

根據(jù)上述論述分析，通過實時監(jiān)測變電站電纜溝水位變化，在遭遇極端天氣時及時預警并采取安全防范措施，可有效降低電氣設(shè)備被水淹的風險，也可顯著降低開關(guān)室內(nèi)的濕度，保證了開關(guān)室內(nèi)電氣設(shè)備的正常運行，驅(qū)除了電纜溝長期積水而造成線纜損壞的隱患，大大減少了安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，有效提高了供電可靠性。同時給人工打開電纜溝蓋板觀察溝內(nèi)是否有積水的工作帶來便利，大大減輕了巡檢、維護人員的工作量和勞動強度。因此，及時發(fā)現(xiàn)并排除電纜溝積水，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運行乃至維持國民經(jīng)濟的繼續(xù)高速發(fā)展至關(guān)重要。

經(jīng)查閱分析，針對變電站電纜溝積水問題，目前主要從以下兩方面著手解決：1）從施工質(zhì)量、設(shè)計方面進行優(yōu)化選擇;2）實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)進水狀況并及時排水。對于已建成的變電站而言，方案二相較于方案一更易于實現(xiàn)。于此，我們查閱了相關(guān)文獻資料。通過搜索中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)于“變電站電纜溝水位監(jiān)測”的關(guān)鍵詞的學術(shù)論文、文獻、期刊等搜索結(jié)果，其中只有1篇切題的參考文獻。在專利網(wǎng)站查詢顯示以同樣關(guān)鍵詞搜索的相關(guān)專利，共出現(xiàn)43條相關(guān)專利。根據(jù)搜索結(jié)果來看，國內(nèi)對于此項問題的研究仍處在較為初級的階段，需要更多的研究成果來推動相關(guān)技術(shù)成熟。通過對參考文獻的分析，發(fā)現(xiàn)所提方案大多是監(jiān)測裝置與控制系統(tǒng)的不同與在此基礎(chǔ)上的改進，而整個裝置系統(tǒng)未采用獨立的供電系統(tǒng)。對此，本文提出了一種基于太陽能供電系統(tǒng)的變電站水位智能指示系統(tǒng)。

二、問題解決

針對低洼變電站電纜溝積水的難題，現(xiàn)提出一種變電站水位智能指示系統(tǒng)。該系統(tǒng)其主要包括四個部分：水位傳感器感應(yīng)模塊、主控系統(tǒng)、太陽能供電系統(tǒng)、水位監(jiān)測指示燈。水位傳感器感應(yīng)模塊實時監(jiān)測電纜溝積水水位;水位傳感器感應(yīng)模塊將感應(yīng)到的水位以信號形式發(fā)送給主控系統(tǒng);主控系統(tǒng)在接收到信號后，通過控制水位監(jiān)測指示燈監(jiān)測水位高度變化。工作人員通過定期觀察水位監(jiān)測指示燈就可知道電纜溝下積水的水位高度;整個系統(tǒng)內(nèi)部由太陽能供電系統(tǒng)供電。

其中水位傳感器感應(yīng)模塊主要監(jiān)測電纜溝水位高度變化，其通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換將水位高度以信號形式發(fā)送給主控系統(tǒng)。主控系統(tǒng)將接收到的水位高度信號通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換，控制水位檢測指示燈對應(yīng)出相應(yīng)高度。由于水位傳感器需與水接觸，故水位傳感器感應(yīng)模塊須做到防水功能。

水位監(jiān)測指示燈由主控系統(tǒng)控制，電纜溝下的水位高度需對應(yīng)到水位監(jiān)測指示燈高度的變化;每一格燈都對應(yīng)好一個提前設(shè)定的高度，因此工作人員可通過水位監(jiān)測指示燈高度的變化從而直觀的觀察到水位的變化。由于變電站內(nèi)電纜溝數(shù)量較多，所以每個電纜溝可安裝1-2個水位傳感器，每一個水位傳感器對應(yīng)一個水位監(jiān)測指示燈。

主控系統(tǒng)通過定時接收水位傳感器模塊發(fā)送的信號，通過信號變換和傳輸從而控制水位監(jiān)測指示燈根據(jù)水位變化而變化。由于變電站水位智能指示系統(tǒng)耗電量較大，考慮到后期充電太過頻繁所以主控系統(tǒng)選擇低功耗和定時獲取水位傳感器模塊的信號。

太陽能供電系統(tǒng)主要通過太陽能電池板給系統(tǒng)電池充電，再由系統(tǒng)電池給整個系統(tǒng)供電。從而實現(xiàn)節(jié)約成本并且為工作人員進行后期維護帶來便利。

三、思考及總結(jié)

針對于前文所述的目前階段供電站面臨的電纜溝排水問題，利用變電站水位智能指示系統(tǒng)可以有效省去工作人員掀開電纜溝蓋板之后觀察水位的繁瑣步驟，直接通過觀察水位監(jiān)測指示燈燈高變化進而了解電纜溝水位高度變化并可通過水位高度變化及時采取對應(yīng)的有效安全措施。這一系統(tǒng)的出現(xiàn)相信會立竿見影的緩解在檢查電纜溝水位方面的工作量，從而大大提高了工作人員的工作效率，減少了了低效繁瑣的工作量，讓變電站工作人員可以有更多的時間去檢查、處理復雜設(shè)備與問題，并且這也深刻貼合了當前變電站無人值守的改革需要。

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[3]李世斌，10kV電力電纜進水原因分析及處理，《電氣技術(shù)》2021

作者簡介：

姓名：王慶楓，出生年月：1977-07-02，男，漢族，籍貫：安徽省滁州市，所在院校：浙江大學，職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：電氣工程及自動化。