防潮控溫技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：近些年來，電力配電網(wǎng)得到飛速發(fā)展。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，為了保證供電可靠性，大力發(fā)展配網(wǎng)通信和配網(wǎng)自動化技術(shù)。設(shè)計防潮控溫系統(tǒng)，通過通信技術(shù)傳輸采集的數(shù)據(jù)至主站進行處理，保證配網(wǎng)設(shè)備正常運行，特別是對于沿海地區(qū)的配電網(wǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電力；配電環(huán)網(wǎng)柜；防潮溫控

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，為了提高供電可靠性，環(huán)網(wǎng)柜在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，已成為電力系統(tǒng)的重要設(shè)備。然而環(huán)網(wǎng)柜主要安裝在室外，長期的風(fēng)吹日曬，容易使內(nèi)部運行溫度過高，加快設(shè)備絕緣老化，對電力系統(tǒng)安全運行造成影響；在空氣潮濕時，尤其是雨季和冰霜融化的季節(jié)，室外環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)潮濕凝露積水，易導(dǎo)致直流二次回路對地絕緣電阻下降，嚴重者絕緣電阻下降到零，從而形成直流正電源或負電源接地。如果造成直流兩點接地，則引起直流保險熔斷，保護拒動，甚至損壞設(shè)備，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行，環(huán)網(wǎng)柜受潮使端子排螺絲和連接片生銹，使二次端子接觸不良，也同樣會使電流回路端子發(fā)熱甚至開路，造成保護拒動，引起事故。針對這兩個問題，電力系統(tǒng)一般會安排工作人員定期巡視，但環(huán)網(wǎng)柜分布廣，數(shù)量多，維護工作量巨大。

1 防潮控溫系統(tǒng)的組成

本套環(huán)網(wǎng)柜防潮控溫系統(tǒng)由四個部分組成：上位機軟件平臺、通信管理機、無線測溫終端、無線溫濕度調(diào)節(jié)控制終端及紅外手持終端。

無線測溫終端的數(shù)據(jù)傳輸采用無線通信方式，減少了有線連接通道，解決了絕緣、布線問題，實現(xiàn)對單點溫度的測量。無線測溫終端每5秒鐘采集一次數(shù)據(jù)，當發(fā)現(xiàn)溫度變化超過閾值，直接或通過數(shù)據(jù)中繼模塊傳送給通信管理機，否則每5分鐘就會自動上傳一次溫度數(shù)據(jù)，從而極大提高電池的使用壽命。

無線溫濕度調(diào)節(jié)控制終端可實時監(jiān)測環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的溫濕度情況，根據(jù)傳感器的信息，通過凝露算法，智能控制加熱器、排氣扇和半導(dǎo)體制冷裝置進行驅(qū)潮，破壞發(fā)生凝露的條件，減輕運行巡視人員的工作量，對供電可靠性的提高將起到重要的作用。而且，終端配置配置有無線通信模塊，可通過ZigBee 2.4GHz無線網(wǎng)絡(luò)，將相關(guān)信息上傳至通信管理機。

通信管理機重點發(fā)展各種集約、高效、智能的信息匯總、信息標準化和信息安全接入技術(shù)，通過ZigBee模塊從控制終端的接收數(shù)據(jù)并向其發(fā)送控制命令，采用GPRS向上位機軟件平臺的應(yīng)用服務(wù)器主動上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)、向web服務(wù)器接收和發(fā)送命令；用于接收控制終端監(jiān)測的工作環(huán)境和狀態(tài)信息，進行規(guī)約的轉(zhuǎn)換。

上位機軟件平臺是一款集成有實時監(jiān)測和在線控制功能的軟件平臺，包括應(yīng)用服務(wù)器、web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和本地客戶機。應(yīng)用服務(wù)器主動接收通信管理機發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于保存臺賬信息、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)；web服務(wù)器為本地客戶機提供web服務(wù)器、向通信管理機接收和發(fā)送操作命令；本地客戶機通過瀏覽器訪問web服務(wù)器呈現(xiàn)臺賬數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和向web服務(wù)器發(fā)送接收監(jiān)控命令。

值班人員可以通過該平臺，向各個防潮控溫終端發(fā)送指令，包括主動查詢當前各環(huán)網(wǎng)柜運行環(huán)境及各設(shè)備的在網(wǎng)狀態(tài)和工作狀態(tài)、手動控制終端制冷模塊、智能防潮控溫方式的切換等等。與此同此，軟件平臺可將大量的數(shù)據(jù)信息繪制成圖表，進行存儲，記錄并保存一系列的SOE事件，為方便專業(yè)人員查詢，進行研究。

環(huán)網(wǎng)柜防潮控溫系統(tǒng)是從控制終端數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)接收、實時顯示、異常判斷到輔助操作控制的決策過程管理。其信息化系統(tǒng)以環(huán)網(wǎng)柜環(huán)境實時數(shù)據(jù)為核心，以輔助分析決策應(yīng)用的管理工作平臺。環(huán)網(wǎng)柜防潮控溫系統(tǒng)由系統(tǒng)管理、臺賬信息建立與維護、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、SOE事件管理及系統(tǒng)幫助等六個模塊組成。

2 防潮控溫系統(tǒng)的通信傳輸

ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低復(fù)雜度、低數(shù)據(jù)傳輸速率、低成本的雙向無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。它主要用于近距離無線連接，適合于自動控制、遠程控制、遠程抄表領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。它有自己的無線電標準，不僅包含了IEEE 802.15.4強有力的無線物理層所規(guī)定的省電、簡單和低成本等優(yōu)點，而且增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)用層，強有力地支撐了無線技術(shù)的應(yīng)用，因此，ZigBee技術(shù)常用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。而這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。本系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)作為底層通信方式，上層可利用GPRS通信無線上傳。

GPRS網(wǎng)絡(luò)為通用移動通信系統(tǒng)GSM（GlobalSystem for Mobile Communication）網(wǎng)絡(luò)的升級結(jié)構(gòu)，可以看作是在原有GSM電路交換系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行的業(yè)務(wù)擴展，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維模式，通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的GSM基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)分組交換，使用戶數(shù)據(jù)傳輸速度得到很大提高，GPRS的傳輸速率最高可達171.2kbit/s。配電終端一般通過串行通信與GPRS模塊連接，目前比較常見GPRS模塊內(nèi)置了TCP/IP協(xié)議，用戶可以直接進行透明的數(shù)據(jù)傳輸，不用再考慮復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，利用GPRS通信可以在不方便建立專用通信線路的場合發(fā)揮它的作用。光纖通信設(shè)備覆蓋的配電網(wǎng)設(shè)備可改用光纖上傳，保證傳輸帶寬、避免時延、保證傳輸可靠性。

3 防潮控溫的原理

半導(dǎo)體制冷是利用溫差電效應(yīng)（帕爾貼效應(yīng)）的一種制冷方法，它與壓縮式、吸收式等機械制冷在原理和設(shè)備方面都不同。它具有體積小、無噪聲、無污染，可靠性高，易于恒溫控制及數(shù)據(jù)采集等特點。

環(huán)網(wǎng)柜體結(jié)構(gòu)應(yīng)保持密閉，平臺軟件對集中器和柜內(nèi)控制器上傳的溫濕度信息，進行相似度的提取，判斷是否出現(xiàn)封堵故障。封堵不嚴會導(dǎo)致柜內(nèi)溫濕度發(fā)生改變，并使得室內(nèi)溫濕度趨于室外環(huán)境，這是故障識別的理論依據(jù)。通過對這兩類信號進行分析，提取出溫濕度的特征量，從而判別配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜柜門在運行過程中是否封堵不嚴的故障。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，各個終端成為網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點，組網(wǎng)簡單，便于維護。采用手動/自動方式控制制冷驅(qū)潮裝置的運行，方便運行人員隨時隨地對設(shè)備的運行狀態(tài)進行干預(yù)，真正實現(xiàn)信息的雙向交互。通信管理機作為通信網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)測設(shè)備之間的接口設(shè)備，承擔著數(shù)據(jù)匯總的任務(wù)，利用GPRS與光纖結(jié)合的通道，實現(xiàn)與上位機的互聯(lián)互通。主站人機界面友好，其功能模塊是按供電企業(yè)具體需求來設(shè)計。

連江縣位于福建沿海地區(qū)，臺風(fēng)多、雨水多，該應(yīng)用取得很好效果。環(huán)網(wǎng)柜防潮控溫系統(tǒng)是一種優(yōu)質(zhì)的環(huán)網(wǎng)柜防潮控溫的設(shè)備，可作為老式或新上的環(huán)網(wǎng)柜凝露控制器的替代品和首選設(shè)備。

參考文獻

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作者簡介：鄭蔚蔚（1984-），女，工程師。