关于配网自动化末端功能整合提升系统的研究

岑彦 高栋寅 朱正航 张之桢

摘 要 本文针对目前环网柜及环网开关站内凝露及配网末端线路故障的问题，介绍了一种环网柜故障监测及柜内除湿合三为一的系统。该系统实时监测环网柜及环网开关站内线缆温度变化数据及柜体内部温湿度环境。在配网末端线路故障发生的短时间内准确的报告出故障位置，极大地缩短了线路故障的排查时间，有效的保障线路的安全运行。同时，该系统通过主动凝露的方式将柜内凝露环境条件降到最佳，从根本上解决柜内的凝露问题。

关键词 智能化;信息通讯;故障监测;除凝露

前言

目前，环网柜及环网开关站正在被大量的投入使用，与此同时，环网柜及开关站事故的例子也是屡见不鲜。根据相关调查，发现电力设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、钢构件锈蚀、线路电流异常是事故发生的主要原因。而诱发这些事故的根本原因是柜体内部凝露、配网末端线路发生故障不能及时处理造成的。因此，处理好环网柜及环网开关站内部凝露及末端线缆故障问题可极大的降低事故发生的概率。

1系统现状

当前，环网柜及环网开关站内的末端线路故障指示及柜内除凝露是两个单独运行的系统，不能实时的将末端线路故障信息及柜内温湿度信息上传。

1.1 线路故障监测现状

目前，线路故障监测这一领域多采用电流，温度两种监测方式。虽然能够灵敏的监测到末端线路上的电流或者温度的参数值，准确地对线路故障报警。但是，大部分的线路故障指示系统只是将检测到的线路故障信号反馈到线路故障指示主机上显示参数数值。末端线路发生故障时，工作人员不能及时的收到告警信息，对线路故障进行排查和处理。

1.2 柜内除湿现状

当前，柜内除湿方式比较多样化，多采用箱柜打孔、堵泥封堵、驱潮剂，干燥剂、加热器加热、排风扇通风等措施来处理柜内凝露问题。这些常见的措施虽然可以一定程度上解决柜内凝露的问题，但是伴随的是除湿不彻底，维护工作繁重等缺陷。且除湿设备损坏也不能及时发现。这些隐患一直是工作人员的困扰。

2系统介绍

2.1 系统工作原理

配网自动化末端功能整合提升系统包括：线路测温故障指示和智能除湿系统。智能测温型故障指示系统可实时的监测线路状况及柜内温湿度情况。当线路发生故障时，线路故障指示系统会将信息发送至DTU，DTU将故障信息准确的反馈到后台管理系统上，便于维护人员及时发现并排出问题。同时，柜内的温湿度数据也会通过线路故障指示主机发送到DTU，由DTU反馈到后台。当柜内环境比较容易将空气中的水汽在柜内的内壁上凝结成小水珠时，智能除湿系统会自动进行降温冷凝，将空气中的水汽主动在除湿结构内凝结成小水珠从导水管排出。

2.2 末端线路故障指示系统

线路故障指示系统是由线路故障指示主机、线路温度故障传感器、接地传感器和通讯光纤组成。

线路温度故障传感器是安装在电缆的单相分支上。当线路发生短路时，电缆由于电流的陡然变化而造成温度变化，线路温度故障传感器能够灵敏的监测到所包裹的线缆上的温度变化。能快速将故障线缆所在区域、位置反馈到后台。

接地传感器是安装在电缆地线上的。当线路电流达到或超过预先设置的接地电流的整定值时，接地传感器感应到电流的瞬间变化，经由光纤将报警信号上传给线路故障指示主机。

线路故障指示主机是收集，处理及反馈线路故障信息的一个装置。当线路故障传感器检测到线路故障信息时，电子CT发出报警信号，通过光纤传输到线路故障指示主机，主机接收到此信号后，对应的线路故障传感器上的LED灯呈现红色闪烁状态进行提示告警，同时将告警信息通过104通讯方式发送到DTU，由DTU反馈至后台系统。

2.3 智能除湿系统

智能除湿系统是由温度检测模块、湿度检测模块、通讯模块、特殊半导体模块构成的。它能够实时的检测柜内温湿度状况并将温湿度环境数值反馈到后台上。

由于地域不同，环境也不同，智能除湿系统的除湿操作分手动除湿和自动除湿。当工作人员在现场发现柜内的实际情况需要进行除湿操作时，可手动启动除湿操作。而当柜内温湿度环境达到或超过设置的预定值时，智能除湿系统自动启动除湿操作。

智能除湿系统的柜内除湿方式是主动进行凝露将空气中的水汽在除湿结构中凝结成小水珠从导水管排至柜外。基于珀尔帖效应研制的特殊半导体模块是能够进行主动凝露措施的主要模块，当模块工作时，一面模块呈现加热状态来促使空气的快速流动，另一面模块呈现制冷状态使得空气中的水汽在除湿结构中主动凝结成小水珠。

智能除湿系统有两种反馈柜内温湿度环境数值的方式。第一种是直接在装置顯示屏上显示温湿度的数值，现场工作人员可直观的观测到柜内温湿度的环境情况。第二种是通过RS485通讯方式将温湿度数值反馈到线路故障指示主机上，由主机反馈至DTU，再发送至监控后台。

3系统功能

（1）线缆实时温度监测功能：电子CT在工作中检测线路的温度，并将实时温度通过光纤传输给线路故障指示主机，在主机屏幕上显示。

（2）线路温度报警功能：当线路温度达到或超过预先设置的温度整定值时，电子CT发出报警信号，线路故障指示主机接收到信号后会及时反馈至后台监控系统，与此同时对应的短路线路上的线路故障传感器会闪烁红色LED灯进行提示告警，便于工作人员快速查找到线路故障位置所在。

（3）接地报警功能：当线路电流达到或超过预先设置的接地电流的整定值时，电子CT发出报警信号，线路故障指示主机接收到信号后，进行处理，反馈，将报警信息情况快速的发送给监控后台系统。

（4）短路故障判断功能：当运行电流突然增加一定比例后电流瞬间为零，线路故障指示主机会将这个信息判断为线路短路状态，并将此信息反馈至后台监控系统。

（5）柜内温湿度监测功能：将柜内温湿度环境数值实时的上传到监控后台系统。当柜内温湿度达到或超过设置的预定值时，会自动地进行除湿操作。

（6）主动凝露功能：采用特殊半导体对空气中的水汽进行主动凝露操作。特殊半导体可持续保持制冷温度为零度，水气遇冷能够快速的凝结成小水珠。

4结束语

当前国内的线路故障监测报警及柜内除湿两个方面的措施比较多。但都是仅仅拥有线路故障监测报警功能或者柜内除湿的功能，而未来的电力智能化发展的要求是系统一体化、自动化，操作人性化，多个功能糅合成一个整体化的系统是符合这个要求的。