變電站電纜溝積水問題的思考

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)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(dān)負(fù)著重大責(zé)任。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于電力的需求在不斷上升，對(duì)于供電可靠性的要求日益增高，如何切實(shí)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(diǎn)，變電站本身承擔(dān)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(jí)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(yùn)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(shí)時(shí)監(jiān)控;水位監(jiān)測;簡化工作

緊跟時(shí)代發(fā)展的腳步，電力系統(tǒng)的改革也在穩(wěn)步推進(jìn)，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(shí)，伴隨智能裝備科研水準(zhǔn)的不斷加強(qiáng)，各省市電力公司的大運(yùn)行體系也已基本實(shí)現(xiàn)了集控中心的集中化管理，促使各個(gè)變電站的非工作時(shí)間運(yùn)行已基本達(dá)到無人或少人在崗即可正常運(yùn)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(fèi)。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(dòng)化、智能化水平相對(duì)較低，主要工作仍需人工操作完成;監(jiān)控中心無法對(duì)變電站內(nèi)輔助設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、對(duì)輔助設(shè)備運(yùn)行狀況及時(shí)了解;對(duì)各個(gè)輔助設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理及記錄等問題。并且在汛情發(fā)生時(shí)，由于消息的傳輸存在滯后性，變電站運(yùn)維人員難以及時(shí)有效的第一時(shí)間做出應(yīng)對(duì)措施，這可能會(huì)導(dǎo)致維修難度與維修時(shí)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(duì)一些細(xì)微的進(jìn)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(hù)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(duì)變電站電纜溝存在以下問題。首先，變電站實(shí)行無人值守工作模式，一個(gè)集控中心監(jiān)控著很多變電站，并且變電站都分散在各個(gè)地方。汛期檢查工作量大。其次，在雷雨季節(jié)，要分別對(duì)各個(gè)變電站的電纜溝進(jìn)行防汛檢查，而且還要進(jìn)行其他檢查，并且每個(gè)站的電纜溝分布很多，要一個(gè)個(gè)檢查，這樣大大增加了工作人員的工作量和工作時(shí)間，也增加了工作強(qiáng)度，影響工作效率。再者，平時(shí)電纜溝滲水時(shí)不能報(bào)警提醒監(jiān)控人員，只有在例行檢查的時(shí)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(diǎn)，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(shí)才會(huì)逐一打開檢查，平時(shí)監(jiān)控不能達(dá)到全時(shí)段，不能在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警。最后還有一點(diǎn)，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(jìn)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(jìn)行替代人員檢查。

根據(jù)上述論述分析，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測變電站電纜溝水位變化，在遭遇極端天氣時(shí)及時(shí)預(yù)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(fēng)險(xiǎn)，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(yùn)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(shí)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(hù)人員的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除電纜溝積水，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行乃至維持國民經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)高速發(fā)展至關(guān)重要。

經(jīng)查閱分析，針對(duì)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(jì)方面進(jìn)行優(yōu)化選擇;2）實(shí)時(shí)監(jiān)測電纜溝內(nèi)進(jìn)水狀況并及時(shí)排水。對(duì)于已建成的變電站而言，方案二相較于方案一更易于實(shí)現(xiàn)。于此，我們查閱了相關(guān)文獻(xiàn)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(xué)術(shù)論文、文獻(xiàn)、期刊等搜索結(jié)果，其中只有1篇切題的參考文獻(xiàn)。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(duì)于此項(xiàng)問題的研究仍處在較為初級(jí)的階段，需要更多的研究成果來推動(dòng)相關(guān)技術(shù)成熟。通過對(duì)參考文獻(xiàn)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(jìn)，而整個(gè)裝置系統(tǒng)未采用獨(dú)立的供電系統(tǒng)。對(duì)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(duì)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(gè)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(shí)時(shí)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(hào)形式發(fā)送給主控系統(tǒng);主控系統(tǒng)在接收到信號(hào)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(gè)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(hào)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(hào)通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換，控制水位檢測指示燈對(duì)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(duì)應(yīng)到水位監(jiān)測指示燈高度的變化;每一格燈都對(duì)應(yīng)好一個(gè)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(gè)電纜溝可安裝1-2個(gè)水位傳感器，每一個(gè)水位傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)水位監(jiān)測指示燈。

主控系統(tǒng)通過定時(shí)接收水位傳感器模塊發(fā)送的信號(hào)，通過信號(hào)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(shí)獲取水位傳感器模塊的信號(hào)。

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(gè)系統(tǒng)供電。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本并且為工作人員進(jìn)行后期維護(hù)帶來便利。

三、思考及總結(jié)

針對(duì)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(jìn)而了解電纜溝水位高度變化并可通過水位高度變化及時(shí)采取對(duì)應(yīng)的有效安全措施。這一系統(tǒng)的出現(xiàn)相信會(huì)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(shí)間去檢查、處理復(fù)雜設(shè)備與問題，并且這也深刻貼合了當(dāng)前變電站無人值守的改革需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊孝志，陸巍，吳少雷，等 . 電力電纜故障定位技術(shù)與方法 [J]. 電力設(shè)備，2007，8（11）： 22-24.

[2]夏新民，電力電纜選型及敷設(shè) [M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2008

[3]李世斌，10kV電力電纜進(jìn)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(xué)，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。