电力变电站内部智能防汛系统的研制

蒋坤　张晓娟　于辉

摘 要：目前变电站尚无完善的防汛设施，主要靠人工搬运沙袋的方式进行封堵，并通过水泵自启动进行沟道排水。不仅需要耗费大量人力物力，而且效率低、成效慢，无法及时有效的达到控制汛情、减少损失的目的。且在变电站无人值守方式下，远方运维人员无法实时了解变电站汛情，缺乏有效的监控手段，对设备的安全运行带来严峻考验，急需我们进一步完善变电站防汛设施，提高防汛系统的智能化水平。

关键词：电力变电站；内部智能防汛系统；创新

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.111

1 背景及現状

长期以来，防汛工作一直是关乎变电站安全运行的重要方面，尤其是近年来，随着极端暴雨天气的频繁发生，为变电设备及其附属设施的安全运行带来严峻挑战。仅2016年，全国就有多座变电站发生汛水倒灌事件，造成电网被迫停电、设备损坏等重大损失。而随着变电站无人值守的不断推广，提高防汛系统快速有效的应急能力，成为当前所面临的一个紧迫问题。

2 创新点及原理

该项目将改变原有相对单薄的应急防汛工作模式，建立一套智能化防汛设施，实现防水与排水系统的有效联动，迅速增强变电站防汛能力。

（1）通过预埋挡板，减少外露部分，构建隐蔽式筑坝设施；用智能传感器和齿轮传动装置驱动挡板升降。

（2）在微气象中加入液位感应装置，设计智能逻辑回路，实现排水设施、筑坝设施与微气象设施的相互联动。

（3）开发智能软件，建立智能防汛平台，实现排水与防水设施的远程遥控启动；并关联变电站气象水文情况，对重要预警信息进行推送提醒，实现防汛系统实时状态的远程监视和控制。

3 实施方案

3.1 研制电动隐蔽式防汛筑坝设施

该设施采取地埋式设计理念，基于侧推挤压原理技术，通过智能传感器和齿轮传动装置，构建一个隐蔽式防汛筑坝设施。

其设施主要由地埋槽、主挡水板、辅助支撑、顶紧螺栓、动力系统、防护板等部分组成。当电源接通时，可实现主挡水板的升、降操作。

3.2 防水、排水设施及微气象系统联动

设计智能逻辑控制回路，当微气象系统中的液位感应装置与排水泵同时达到启动值时，将联动隐藏筑坝设施自动升起，从而起到阻隔雨水倒灌的作用。

当雨量过大，沟道汇集至蓄水池的水位达到设定值时，水泵可利用浮球原理实现自启动向站外排水；当室外的液位感应器检测到地面水位达到设定值3厘米时，将闭合动作接点。当两者同时满足动作条件时，说明当前极有可能发生汛情，将接通智能逻辑控制回路，将联动隐藏式筑坝设施自动升起，实现变电站站内与站外的隔离，达到防止外部雨水倒灌的效果。

3.3 建立智能防汛平台

开发一套智能化软件系统，实现变电站微气象、防水、排水设施的远程在线监控。

（1）气象水文信息的采集、预警。可实时关联发送所辖变电站的气温、降水、风速等气象水文情况，对关键的降水信息进行推送提醒。

（2）隐藏式筑坝设施的实时监控。可实时采集隐藏式筑坝设施图像，掌握当前的水泵，挡板的启动状态。

（3）隐藏式筑坝设施的操控。可通过手动模式，实现挡板升降的就地遥控，也可调到无人值守模式实现站内无人值守时，设备根据降水量自动调节水泵的开启，停止和挡板的升起和降下。

3.4 人性化智能控制

（1）挡板上下限智能控制。挡板上下限智能控制，当设备出现异常时，智能控制挡板上行，下行在合理范围内，避免造成设备强行运转，造成故障。

（2）红外异物检测。使用红外远距离对射开关，避免升起过程中，出现行车，设备仍自动升起，碰触车辆等物体，造成事故，为挡板自动行进，提供保护。

（3）4G手机网络通信模块。使用稳定的4G模块，实时显示挡板模块，在紧急情况下，可远程控制水泵和挡板运作，为设备提供多层稳定的保护措施。

4 经济效益

4.1 从节约时间分析

以500kV圣临变为例，距离分部驻地约95公里。如发生紧急汛情，到达现场约90分钟，完成大门封堵约30分钟，处理全过程共120分钟。采用智能防汛设施，在2分钟内完成远方的操控，每次防汛处理可节约时间约98%。

4.2 从节约人工分析

每次进行封堵工作，作业人员由原来的5人减少为0人，按日人工工资 200元计算，可节约人工成本0.1万元。

4.3 从设备安全分析

如封堵不及时，发生雨水倒灌情况，会造成端子箱、配电箱、蓄电池等设备的损坏，可能引起因回路短路而造成的大面积停电事故。按单日负荷损失1千万千瓦时，每度电市价0.86元为计，每日避免损失约860万元。

5 社会效益

（1）通过本项目使工作人员可实时了解现场汛情及防汛设施启动情况，并可实现远程瞬时遥控启动，为变减少电站汛情风险、提高防汛应急反应能力提供了可靠地技术保障。

（2）根据研制特点，该隐藏式智能防汛设施还可以运用在工厂、院落、仓库、车库等大门，进行外部雨水封堵，起到防止雨水大量灌入的效果，而且免除人员搬运、封堵的过程，提升了整体效率。

参考文献：

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