新型機構(gòu)箱滲水報警系統(tǒng)研究

引言

在變電站設(shè)備管理維護過程中，機構(gòu)箱以其數(shù)量多、開箱難、密封程度無法檢測、故障隱蔽等特點而成為設(shè)備維護中的難點。由于因制造缺陷、安裝缺陷及維護中關(guān)閉不到位等因素存在一定的幾率性,而且箱體密閉性難以檢測，所以，機構(gòu)箱滲水故障不可避免地時有發(fā)生。一旦機構(gòu)箱滲水導(dǎo)致內(nèi)部端子排短路,由于以前并無信號報警,往往形成故障的隱藏，進而造成倒閘操作或事故處理時延誤操作時機。目前，變電設(shè)備機構(gòu)箱防潮防滲普遍采用加熱器輔以月度開箱檢査的方法。加熱器溫度一般設(shè)定在30?50°C之間，可解決了潮濕空氣對端子排的侵蝕問題，但對滲水造成端子排短路無太大作用。月度開箱檢査保證不了設(shè)備隨時可用的需要，并且數(shù)百次開箱關(guān)箱作業(yè)也大大增加了運行人員的工作量。本文提出了一種新型的機構(gòu)箱滲水報警裝置，可實現(xiàn)滲水故障的實時檢測與報警，有助于解決機構(gòu)箱維護難題。

1  系統(tǒng)運行環(huán)境

機構(gòu)箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常具有3個特點：第一，機構(gòu)箱底面為小角度斜面，一旦發(fā)生滲水會在箱口匯聚。利用積水的這一走勢特點，可在箱底近開口處合理設(shè)置感水觸頭;第二，機構(gòu)箱外殼為金屬材質(zhì)，感水觸頭與箱底外殼之間要設(shè)置絕緣層以防止觸頭接通；第三，受戶外環(huán)境溫度和自身加熱器的影響，機構(gòu)箱內(nèi)溫度在20?60°C之間變化，所以要求選用的電子器件必須能在這一溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

變電站設(shè)備機構(gòu)箱分布區(qū)域以間隔為單元，呈多點分散分布狀態(tài),且與控制中心只存在單向上傳數(shù)據(jù)聯(lián)系，因此，報警信號傳輸網(wǎng)絡(luò)宜采用樹狀“點對多”式通信結(jié)構(gòu)。由于機構(gòu)箱與轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間的距離平均在100m以內(nèi)，所以采用機構(gòu)箱內(nèi)的110V直流電壓能夠滿足報警信號的傳輸衰減，保證信號的可靠傳輸。變電站主控制室是變電站運行維護的傳統(tǒng)核心，本系統(tǒng)的控制中心也宜設(shè)置在主控制室，以提高人機交互的效率和便捷性。

2  感水觸頭及報警器設(shè)計

感水觸頭采用多道平行金屬線結(jié)構(gòu)，放置在涂有絕緣漆涂層的箱底。可端子排引出線纜作為能源供應(yīng)，并采用蜂鳴器作為現(xiàn)場報警器，繼電器作為遙信信號觸發(fā)器。一旦平行金屬線之間遇水導(dǎo)通,蜂鳴器即通電報警，同時啟動自保持回路，并且觸發(fā)繼電器

向控制中心發(fā)生報警信號。圖1所示是機構(gòu)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)及滲水故障圖。

感水觸頭的并列結(jié)構(gòu)可使任兩道金屬導(dǎo)線之間積水導(dǎo)通，電流就會由正極經(jīng)繼電器線圈和限流電阻流到蜂鳴器正極，再通過觸頭之間建立的導(dǎo)電通道，經(jīng)保險絲流到負(fù)極，使蜂鳴器受電發(fā)出現(xiàn)場警報音。繼電器線圈通電后，閉合常開接點1就會向控制中心傳送報警信號，同時閉合常開結(jié)點2,啟動自保持回路,隔離已導(dǎo)通的感水觸頭陣列，避免長時間通電發(fā)熱。繼電器延時斷開結(jié)點經(jīng)過設(shè)定延時時限后，將斷開整個電路，此結(jié)點需經(jīng)運行人員處理機構(gòu)箱滲水故障后人工復(fù)位，從而達到報警控制的目的。感水觸頭及報警器電路圖如圖2所示。

3  信號傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

根據(jù)變電站設(shè)備機構(gòu)箱的分區(qū)分布，本系統(tǒng)采用“間隔-區(qū)域-控制中心”三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),來實現(xiàn)報警信號的遠(yuǎn)距離傳送和故障裝置的定位。

間隔層與區(qū)域?qū)拥奈锢磉B接選用ZR-KWP/22控制電纜，區(qū)域?qū)优c控制中心之間選用RS485總線。

間隔層采用8位編碼器將間隔內(nèi)機構(gòu)箱(約22?24個)統(tǒng)一編碼作為地址識別碼。地址識別碼以串行數(shù)據(jù)格式向區(qū)域?qū)愚D(zhuǎn)發(fā)控制器傳輸，區(qū)域?qū)愚D(zhuǎn)發(fā)控制器將對地址識別碼進行校驗和封裝，然后向控制中心轉(zhuǎn)發(fā)?？刂浦行慕邮盏絽^(qū)域?qū)拥刂反a后,將進行校驗和解封，分析出區(qū)域碼和原始地址識別碼，以確定故障機構(gòu)箱的位置。

控制中心網(wǎng)絡(luò)程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，由接收函數(shù)、校驗函數(shù)、解析函數(shù)、顯示函數(shù)等模塊組成，實現(xiàn)人機交互功能。各模塊之間的工作流程如圖3所示。

4  結(jié)論

變電站無人值守管理模式正在被供電企業(yè)大力推廣，無人值守必定要以完善的變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)。本文設(shè)計的新型機構(gòu)箱滲水報警系統(tǒng)，彌補了目前變電站綜合自動化系統(tǒng)的一個監(jiān)控盲點，進一步完善了變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控體系。本系統(tǒng)經(jīng)變電站實際使用證明:其結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定，可為變電站機構(gòu)箱管理提供一種便利高效的方法，大大節(jié)省了運行維修人員的體力和精力，提高了變電站管理維護的效果,對變電站綜合自動化管理具有良好的輔助作用。