基于智能溫度管控平臺(tái)的進(jìn)線柜溫度管控研究

陳佳輝

[摘? ? 要]隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，負(fù)荷的不斷攀升，在負(fù)荷高峰期，重載的大電流進(jìn)線柜也越來(lái)越多，測(cè)溫及發(fā)熱的設(shè)備溫度管控情況也越來(lái)越多。分析當(dāng)前大電流進(jìn)線柜溫度管控面臨的問(wèn)題，提出了一種基于智能溫度管控平臺(tái)的進(jìn)線柜溫度管控方案，闡述了智能溫度管控平臺(tái)的工作原理。通過(guò)對(duì)10 kV進(jìn)線柜的負(fù)荷及測(cè)溫情況進(jìn)行分析及處理，實(shí)現(xiàn)溫度控制全過(guò)程的電子化，發(fā)熱設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別和判斷，確保溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性及準(zhǔn)確性，提高了工作效率。

[關(guān)鍵詞]重載;大電流進(jìn)線柜;發(fā)熱;溫度控制

[中圖分類號(hào)]TP273.5 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）07–000–03

Research on Temperature Control of Incoming Cabinet?based on Intelligent Temperature Control Platform

Chen Jia-hui

[Abstract]With the expansion of the power grid scale and the rising load， there are more and more heavy current incoming cabinets in the peak load period， and more and more temperature measurement and heating cases. This paper analyzes the current problems of temperature control of high current incoming cabinet， proposes a temperature control scheme of incoming cabinet based on intelligent temperature control platform， describes the working principle of intelligent temperature control platform， and realizes the whole process of electronic temperature control and automatic identification and judgment of heating equipment by processing and analyzing the load and temperature measurement of 10 kV incoming cabinet， Ensure the real-time and accuracy of temperature data， improve work efficiency.

[Keywords]overload; high current incoming cabinet; fever; temperature control

隨著環(huán)境溫度逐漸升高，電網(wǎng)負(fù)荷不斷攀升，重載的大電流進(jìn)線柜^[1]越來(lái)越多。為了保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，需要加強(qiáng)對(duì)重載大電流進(jìn)線柜的監(jiān)控與運(yùn)維。由于目前大多是通過(guò)人為監(jiān)視數(shù)據(jù)通知運(yùn)維單位進(jìn)行測(cè)溫，且采集的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)也需要人為分析，極大增加了日常工作處理流程，工作效率不高，因此，對(duì)電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性提出了挑戰(zhàn)。加強(qiáng)對(duì)大電流進(jìn)線柜的溫度管控，優(yōu)化重載設(shè)備溫度管控流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，提升智能輔助分析結(jié)果，對(duì)優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度工作具有一定的促進(jìn)作用。本文提出了一種基于智能溫度管控平臺(tái)的進(jìn)線柜溫度管控模式，通過(guò)在能量管理系統(tǒng)和電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口，對(duì)10 kV進(jìn)線柜的負(fù)荷、限流以及溫升進(jìn)行處理及分析，自動(dòng)識(shí)別與判斷進(jìn)線柜的運(yùn)行工況，保證了重載設(shè)備溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)對(duì)重載設(shè)備的智能管控與追蹤，極大地降低了工作量，具有較好的應(yīng)用前景。

1 傳統(tǒng)的進(jìn)線柜溫度管控體系

當(dāng)10 kV進(jìn)線柜負(fù)載率達(dá)到紅線值、實(shí)測(cè)值或額定值的90%時(shí)（重載），調(diào)度值班員通知巡維人員到站進(jìn)行測(cè)溫^[2]。圖1是傳統(tǒng)進(jìn)線柜溫度管控的處理流程。

人員到站后，對(duì)重載進(jìn)線柜進(jìn)行測(cè)溫，并反饋結(jié)果。

（1）測(cè)溫結(jié)果正常，則調(diào)度記錄反饋結(jié)果，業(yè)務(wù)流程結(jié)束。

（2）測(cè)溫結(jié)果異常。出現(xiàn)發(fā)熱^[3]現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)人員經(jīng)專業(yè)班組研判后，反饋進(jìn)線柜控制電流。調(diào)度值班員通知相關(guān)單位進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移、控制或有序用電，將負(fù)荷電流控制在要求值內(nèi)。持續(xù)跟進(jìn)后續(xù)測(cè)溫結(jié)果，若結(jié)果仍異常，繼續(xù)按要求做好負(fù)荷控制，若結(jié)果正常，則記錄反饋結(jié)果，業(yè)務(wù)流程結(jié)束。

傳統(tǒng)的進(jìn)線柜溫度管控，主要通過(guò)電話開(kāi)展，手動(dòng)記錄，存在以下缺點(diǎn)。

（1）工作效率低。全流程通過(guò)電話進(jìn)行溝通，包括通知、反饋及記錄，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低。

（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率低。通過(guò)電話溝通、手動(dòng)記錄，容易造成誤聽(tīng)、誤記錄，數(shù)據(jù)整理環(huán)節(jié)容易出錯(cuò)，給測(cè)溫結(jié)果及負(fù)荷控制帶來(lái)不準(zhǔn)確性，發(fā)熱設(shè)備可能得不到有效控制，給設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。

（3）影響其他業(yè)務(wù)開(kāi)展。調(diào)控員其他業(yè)務(wù)，如操作、監(jiān)視、電壓調(diào)控、事故處理等，均需通過(guò)電話溝通，溫度管控流程也需要大量的電話，影響其他調(diào)度業(yè)務(wù)開(kāi)展。

傳統(tǒng)的管控流程，涉及環(huán)節(jié)較多，均為人工處理，時(shí)效性差，準(zhǔn)確率低，影響日常工作效率，不利于進(jìn)相柜的溫度把控。

2 基于智能溫度管控平臺(tái)的進(jìn)線柜溫度管控模式

基于智能溫度管控平臺(tái)的進(jìn)線柜溫度管控系統(tǒng)集成于調(diào)度智能控制平臺(tái)，通過(guò)構(gòu)建信息協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)地調(diào)電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)、省網(wǎng)調(diào)度指揮控制系統(tǒng)及能量管理系統(tǒng)形成信息互通接口，匯總數(shù)據(jù)分析展示，并對(duì)測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行處理和分析，最終實(shí)現(xiàn)溫度控制的全過(guò)程電子化，發(fā)熱設(shè)備自動(dòng)判斷和識(shí)別，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可靠性和時(shí)效性，提高工作效率。

2.1 進(jìn)線柜智能溫度管控平臺(tái)

進(jìn)線柜智能溫度管控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)包括信息交互模塊、信息處理模塊和信息展示模塊。信息交互模塊通過(guò)信息交互接口與EMS/SCADA系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行管理系統(tǒng)、省網(wǎng)調(diào)度指揮控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)交互，快速傳遞。信息處理模塊是對(duì)數(shù)據(jù)的整合及邏輯判斷，對(duì)重載數(shù)據(jù)及測(cè)溫反饋結(jié)果進(jìn)行匯總，并進(jìn)行邏輯判據(jù)，判斷是否存在發(fā)熱情況。信息展示模塊發(fā)布重載設(shè)備清單與預(yù)警信息。

2.2 智能溫度管控平臺(tái)管控過(guò)程

進(jìn)線柜智能溫度管控平臺(tái)管控過(guò)程主要分為重載列表、測(cè)溫反饋、智能分析、報(bào)表輸出四大模塊。在原有管控體系中，調(diào)度員對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)都需要人工干預(yù)，包括通知、反饋、判別、控制，需要耗費(fèi)大量的人力，特別是在工作量大的時(shí)候，更是疲于應(yīng)對(duì)。而在新的平臺(tái)下，各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，全過(guò)程電子化，對(duì)溫度智能判據(jù)，大大提升了調(diào)度工作的效率，強(qiáng)化了各部門的協(xié)同作業(yè)。

2.2.1 重載列表

重載列表的數(shù)據(jù)來(lái)源于能量管理系統(tǒng)（EMS）。主要通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：

（1）在EMS中設(shè)置各廠站10 kV進(jìn)線柜限流值I_limit、額定值、紅線值，其中限流值即控制值;

（2）實(shí)時(shí)獲取各廠站10 kV進(jìn)線柜負(fù)載率δ_t，并按負(fù)載率大小依次將各進(jìn)線柜展示于EMS中的負(fù)載監(jiān)視表。負(fù)載率為負(fù)荷電流與限流值的比值，重載設(shè)備指的是進(jìn)線柜。當(dāng)負(fù)載率達(dá)到85%，即判定為重載;

（3）根據(jù)進(jìn)線柜負(fù)載率，可以進(jìn)一步得到進(jìn)線柜負(fù)荷功率與電流：

I_t=I_limit×δ_t（1）

式（2）中，U_rate為進(jìn)線柜額定電壓，為功率因數(shù)。

通過(guò)獲取當(dāng)天變低進(jìn)線柜負(fù)荷情況，獲取數(shù)據(jù)，形成重載列表。

2.2.2 測(cè)溫反饋

當(dāng)10 kV進(jìn)線柜負(fù)載率達(dá)90%時(shí)，在EMS系統(tǒng)生成一條重載設(shè)備告警，調(diào)控員通知系統(tǒng)下發(fā)重載設(shè)備測(cè)溫通知。巡視人員測(cè)溫，將結(jié)果通過(guò)DCCS系統(tǒng)反饋。

考慮到進(jìn)線柜類型不同，對(duì)應(yīng)的測(cè)溫方式也有所不同，這里區(qū)分了固定式戶內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜（XGN柜）^[4]與金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜（KYN柜）兩種測(cè)溫方式。XGN柜有敞開(kāi)的測(cè)溫窗口，可以直接采集柜內(nèi)A、B、C三相導(dǎo)體的溫度，而KYN屬于全封閉式柜體，故只能采集柜體表面的溫度作為設(shè)備溫升的參考依據(jù)。

最終匯總輸出到地調(diào)電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)，生成設(shè)備測(cè)溫表。

2.2.3 智能分析

具體實(shí)現(xiàn)如下，若滿足以下任一條件，則判為發(fā)熱缺陷。

（1）相別發(fā)熱（適用于導(dǎo)體）。三相測(cè)溫溫度其中一相≥90 ℃（重大缺陷）;三相測(cè)溫溫度其中一相≥130 ℃（緊急缺陷）。

（2）溫升發(fā)熱（適用于柜體，柜體三相溫度一致）。溫升（測(cè)溫溫度-環(huán)境溫度）≥30 ℃;（重大缺陷）。

（3）相對(duì)溫差（導(dǎo)體適用）。相對(duì)溫差，即（最高相別溫度–最低相別溫度）/（最高相別溫度–環(huán)境溫度）≥35%。

測(cè)溫表經(jīng)過(guò)邏輯判據(jù)，若判斷設(shè)備運(yùn)行工況正常，現(xiàn)場(chǎng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)運(yùn)維。若判斷設(shè)備運(yùn)行工況異常，以告警形式推送給調(diào)度員進(jìn)行人工干預(yù)，可以采取負(fù)荷控制等措施。

2.2.4 報(bào)表輸出

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的片區(qū)范圍，系統(tǒng)按供電路徑與運(yùn)行方式整理出重載片區(qū)。

匯總當(dāng)日所有重載設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)當(dāng)日實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取當(dāng)日進(jìn)線柜負(fù)載率、負(fù)荷功率以及負(fù)荷電流的最大值δ_max、P_max、I_max，生成重載設(shè)備清單與預(yù)警信息;在能量管理系統(tǒng)與電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口，在電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)智能溫度管控平臺(tái)中導(dǎo)出重載設(shè)備清單與預(yù)警信息并進(jìn)行發(fā)布。

3 應(yīng)用成果

基于重載設(shè)備的智能溫度管控平臺(tái)，一方面，強(qiáng)化了對(duì)10 kV進(jìn)線柜運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理及分析，保證了重載設(shè)備溫度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)重載設(shè)備運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)管控與追蹤;另一方面，通過(guò)在能量管理系統(tǒng)和電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析與展示，減少了人工處理分析環(huán)節(jié)，有效地提高了工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)重載進(jìn)線柜溫度管控進(jìn)行了研究，介紹了智能溫度管控平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制以及各個(gè)模塊的作用，闡述了智能溫度管控實(shí)施模式?；谥悄軠囟裙芸仄脚_(tái)，利用信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程信息交互，實(shí)現(xiàn)EMS、OMS、DCCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，實(shí)時(shí)重載進(jìn)線柜數(shù)據(jù)整合，重載設(shè)備溫度控制全過(guò)程的電子化，發(fā)熱設(shè)備自動(dòng)判斷和識(shí)別，有效提高了重載設(shè)備的溫度管控效率，保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了調(diào)度員的工作效率，證明了系統(tǒng)的實(shí)用性和先進(jìn)性。

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基金項(xiàng)目：本論文來(lái)源于廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司職工技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱：基于重載設(shè)備的智能溫度管控系統(tǒng)，項(xiàng)目編號(hào)：031900KK52200061。