10kV环网柜湿度控制系统检测装置及其应用

王正学

摘要：近年来，社会进步迅速，我国的电力行业建设的发展也有了改善。10kV环网柜是非常重要的配电设备，其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。目前，所有10kV环网柜都有安装加热器。但是，环网柜内加热器能否在设定的湿度下正常工作，与湿度控制系统有直接的关系。如果湿度控制系统无法正常运行，会导致环网柜内的湿度越来越大，最终会因为柜内湿度过大导致绝缘会破坏，引发爆炸。

关键词：10kV环网柜;湿度控制系统;检测装置;应用

引言

10kV环网柜的可靠运行对电力系统的安全、有效运行十分重要。目前，所有10kV环网柜都安装加热器，环网柜内加热器能否在设定的湿度下正常工作，与湿度控制系统有直接關系。如果湿度控制系统无法正常运行，会导致环网柜内的湿度越来越大，最终导致绝缘破坏，引发爆炸。

1重要性

在城市配电网中，环网柜一般与若干条10kV配电线路相连，实现电能的分配。然而环网柜在运行的过程中，受到的外界干扰因素较多，如自然条件使得环网柜内的温度过高或湿度过大、受到外力的撞击、所接带的负荷较重导致运行温度偏高等，这些都是环网柜的异常运行状态。通过对环网柜进行在线综合监测，能够及时掌握环网柜的运行信息，并可以通过移动APP无线传输技术，将环网柜的运行状态信息发送至配电运维人员的终端中，实现对环网柜的高效精准运维，满足城市配电网的发展需求。在信息化时代下，物联网技术的发展速度较快，已经应用在包括电力行业在内的多个领域，提高了社会的信息化和自动化技术水平。通过物联网技术中的智能感知和智能辨识技术，可以实现数据信息的智能化准确采集，并与通信技术进行融合，实现数据的快速传输和处理，提高电力生产的技术水平。物联网技术在环网柜在线监测系统中的应用，可以分为感知层、控制层和应用层等三层。其中，感知层主要是利用物联网在数据采集方面的优势，广泛采集环网柜的各类运行数据。控制层是将所采集的数据进行分析和处理，应用层则是将处理后的数据形成相应的结果或决策信息，供环网柜运维人员进行参考。

2工作原理

针对存在的问题，本文研发了一种环网柜专用降温除湿装置。该装置延长了电缆头和隔离开关等机构的寿命，达到了最大经济使用效率，具有十分重要的应用价值。在原有环网柜的顶端开若干个出气口。在风机的作用下，将环网柜中50～60℃的热空气抽入热风管中，经管道依次经过空调器和除湿器，将热空气温度降到30℃以下、湿度降到40%以下后，再进入布置在环网柜底部的冷风管，然后通过冷风管上的进气孔吹入冷风管网柜，实现对环网柜的降温除湿。环网柜的侧壁上安装了温度传感器和湿度传感器，并分别与空调器和除湿器相连。当环网柜温度下降到指定温度时，空调器停止工作;环网柜温度高于工作极限温度时，空调器开始工作。同理，当环网柜湿度下降到指定湿度时，除湿器停止工作;环网柜湿度高于工作极限湿度时，除湿器开始工作。在冬季温度较低时，环网柜靠自身自然散热完全可以满足工作要求，此时风机停止循环，达到智能化降温除湿的效果。此外，在环网柜的顶部加设了防雨盖板，可防止雨水淋湿风机、空调器和除湿器。

310kV环网柜湿度控制系统检测装置及其应用

3.1使用方法

检测前，将环网柜的湿度传感器拆下、放入装置检测室中，盖上上盖，将水雾传输通道一端连接至检测室，一端连接检测装置主体水雾出口。打开检测装置开关，观察检测室中湿度值是否达到93%RH。达到93%RH时，用仪表测量环网柜加热器是否有电信号输出，如果有电信号输出，说明该湿度控制系统正常，可以投入使用;如果没有检测到电信号输出，说明湿度控制系统有故障，需进行更换。

3.2现场应用

利用新建环网柜、停电检修环网柜机会，完成20组湿度控制系统的检测，110kV环网柜湿度控制系统检测装置检测的平均时间为259.85s，比传统方法687s的检测时间快很多，劳动强度更低。

3.3统一信息模型和统一通信规约技术

由于环网柜的运行数据信息类型较多，故在环网柜在线综合监测系统中采用了多种不同类型的传感器，各类传感器所采集的数据进行交互存在一定的困难，并且不同生产厂家的传感器设备的数据格式、表达方式等方面不一，在互联互通方面也难以实现。为了保证各类应用系统的数据信息交互质量，实现对环网柜运行状态的全面感知和实时掌握，采用统一信息模型和统一的通讯规约技术，是环网柜在线综合监测系统中的关键技术之一。其中，统一信息模型可以采用目前在智能变电站中广泛采用的IEC61850通信标准。在这种通信标准中，以传感器作为最小的逻辑通信单元，并对环网柜中所布置的各类传感器分别建模。由于在建模的过程中采用的是统一的信息模型，故可以实现统一建模，提高数据之间的互操作性。IEC61850采用面向对象的建模技术，定义了基于客户机/服务器结构的层次数据模型。面向对象的建模方法的出发点和基本原则是尽可能模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法尽可能接近人类认识世界的方法与过程。从应用的角度，IEC61850标准又将服务器分层为逻辑设备LD（LogicalDevice），逻辑设备包含逻辑节点LN（LogicalNode），逻辑节点包含数对象DO（DataObject），数据对象则是由数据属性（dataattributes）构成的共用数据类的命名实例。IEC61850把装置的不同功能抽象为逻辑节点，装置具有的功能就是各个逻辑节点的集合，这很好地解决了装置的类型和装置功能的组合。此外建立环网柜在线监测系统的统一信息模型之后，需要通过统一的通信规则映射到网络层，以实现数据信息在网络层的传输。在IEC61850通信标准中，采用面向对象技术定义通信服务，服务接口采用抽象通信服务接口的方法，它独立于具体的网络应用层协议。客户服务通过抽象通信服务接口，由SCSM映射到采用的通信栈或协议子集。该统一通信规约在应用的过程中，只需要将对象和服务映射到新的特定通信协议栈，只要改变相应的特定通信服务映射SCSM即可，而信息模型及相关规范不用变化。正是由于IEC61850标准的这些特点，使应用和通信解耦，促使构建无缝开放式的环网柜自动化监控系统得以实现。

结语

110kV环网柜湿度控制系统检测装置的现场应用，检测时间大大缩短，检测准确度有很大提高，保证了电力设备的安全可靠运行和供电可靠性。装置方便携带，大大减轻了施工人员的劳动强度及作业量。为进一步提升公司安全风险管控水平提供了有力手段。工程中的具体应用表明，该装置可以有效控制环网柜内的温度和湿度参数，避免产生凝露，降低环网柜因凝露发生故障的风险，有效改善了电气设备的运行环境，降低了维护工作量，提高了控制的智能化水平，市场前景广阔，值得大力推广。

参考文献

[1]郑凤魁，袁铁，吉东生，等.三亚地区冬春季大气污染特征观测研究[J].南京信息工程大学学报（自然科学版），2016（2）：129-137.

[2]李晓瑞.阳煤五矿配电柜改造技术研究[J].能源技术与管理，2017（4）：184-186.

[3]张铭泉，陈玉胜，杨力，等.基于WebGIS的配电网设备管理研究与应用[J].电力系统通信，2006（9）：58-62.

[4]李瑞.提高变电站电气一次设备寿命的措施研究[J].中国高新技术企业，2015（34）：27-28.