基于智能温度管控平台的进线柜温度管控研究

陈佳辉

[摘    要]随着电网规模扩大，负荷的不断攀升，在负荷高峰期，重载的大电流进线柜也越来越多，测温及发热的设备温度管控情况也越来越多。分析当前大电流进线柜温度管控面临的问题，提出了一种基于智能温度管控平台的进线柜温度管控方案，阐述了智能温度管控平臺的工作原理。通过对10 kV进线柜的负荷及测温情况进行分析及处理，实现温度控制全过程的电子化，发热设备的自动识别和判断，确保温度数据的实时性及准确性，提高了工作效率。

[关键词]重载;大电流进线柜;发热;温度控制

[中图分类号]TP273.5 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–000–03

Research on Temperature Control of Incoming Cabinet based on Intelligent Temperature Control Platform

Chen Jia-hui

[Abstract]With the expansion of the power grid scale and the rising load， there are more and more heavy current incoming cabinets in the peak load period， and more and more temperature measurement and heating cases. This paper analyzes the current problems of temperature control of high current incoming cabinet， proposes a temperature control scheme of incoming cabinet based on intelligent temperature control platform， describes the working principle of intelligent temperature control platform， and realizes the whole process of electronic temperature control and automatic identification and judgment of heating equipment by processing and analyzing the load and temperature measurement of 10 kV incoming cabinet， Ensure the real-time and accuracy of temperature data， improve work efficiency.

[Keywords]overload; high current incoming cabinet; fever; temperature control

随着环境温度逐渐升高，电网负荷不断攀升，重载的大电流进线柜^[1]越来越多。为了保证设备的安全稳定运行，需要加强对重载大电流进线柜的监控与运维。由于目前大多是通过人为监视数据通知运维单位进行测温，且采集的测温数据也需要人为分析，极大增加了日常工作处理流程，工作效率不高，因此，对电网调控运行的实时性与准确性提出了挑战。加强对大电流进线柜的温度管控，优化重载设备温度管控流转环节，提升智能辅助分析结果，对优化电网调度工作具有一定的促进作用。本文提出了一种基于智能温度管控平台的进线柜温度管控模式，通过在能量管理系统和电网运行管理系统建立数据接口，对10 kV进线柜的负荷、限流以及温升进行处理及分析，自动识别与判断进线柜的运行工况，保证了重载设备温度数据的实时性与准确性，实现对重载设备的智能管控与追踪，极大地降低了工作量，具有较好的应用前景。

1 传统的进线柜温度管控体系

当10 kV进线柜负载率达到红线值、实测值或额定值的90%时（重载），调度值班员通知巡维人员到站进行测温^[2]。图1是传统进线柜温度管控的处理流程。

人员到站后，对重载进线柜进行测温，并反馈结果。

（1）测温结果正常，则调度记录反馈结果，业务流程结束。

（2）测温结果异常。出现发热^[3]现象，现场人员经专业班组研判后，反馈进线柜控制电流。调度值班员通知相关单位进行负荷转移、控制或有序用电，将负荷电流控制在要求值内。持续跟进后续测温结果，若结果仍异常，继续按要求做好负荷控制，若结果正常，则记录反馈结果，业务流程结束。

传统的进线柜温度管控，主要通过电话开展，手动记录，存在以下缺点。

（1）工作效率低。全流程通过电话进行沟通，包括通知、反馈及记录，耗时长，效率低。

（2）数据准确率低。通过电话沟通、手动记录，容易造成误听、误记录，数据整理环节容易出错，给测温结果及负荷控制带来不准确性，发热设备可能得不到有效控制，给设备安全运行带来隐患。

（3）影响其他业务开展。调控员其他业务，如操作、监视、电压调控、事故处理等，均需通过电话沟通，温度管控流程也需要大量的电话，影响其他调度业务开展。

传统的管控流程，涉及环节较多，均为人工处理，时效性差，准确率低，影响日常工作效率，不利于进相柜的温度把控。

2 基于智能温度管控平台的进线柜温度管控模式

基于智能温度管控平台的进线柜温度管控系统集成于调度智能控制平台，通过构建信息协同平台，实现地调电网运行管理系统、省网调度指挥控制系统及能量管理系统形成信息互通接口，汇总数据分析展示，并对测温结果进行处理和分析，最终实现温度控制的全过程电子化，发热设备自动判断和识别，增强数据的可靠性和时效性，提高工作效率。

2.1 进线柜智能温度管控平台

进线柜智能温度管控平台的结构如图2所示，该系统包括信息交互模块、信息处理模块和信息展示模块。信息交互模块通过信息交互接口与EMS/SCADA系统、调度运行管理系统、省网调度指挥控制系统，实现信息实时交互，快速傳递。信息处理模块是对数据的整合及逻辑判断，对重载数据及测温反馈结果进行汇总，并进行逻辑判据，判断是否存在发热情况。信息展示模块发布重载设备清单与预警信息。

2.2 智能温度管控平台管控过程

进线柜智能温度管控平台管控过程主要分为重载列表、测温反馈、智能分析、报表输出四大模块。在原有管控体系中，调度员对各个环节都需要人工干预，包括通知、反馈、判别、控制，需要耗费大量的人力，特别是在工作量大的时候，更是疲于应对。而在新的平台下，各个系统的数据交互，全过程电子化，对温度智能判据，大大提升了调度工作的效率，强化了各部门的协同作业。

2.2.1 重载列表

重载列表的数据来源于能量管理系统（EMS）。主要通过以下步骤实现：

（1）在EMS中设置各厂站10 kV进线柜限流值I_limit、额定值、红线值，其中限流值即控制值;

（2）实时获取各厂站10 kV进线柜负载率δ_t，并按负载率大小依次将各进线柜展示于EMS中的负载监视表。负载率为负荷电流与限流值的比值，重载设备指的是进线柜。当负载率达到85%，即判定为重载;

（3）根据进线柜负载率，可以进一步得到进线柜负荷功率与电流：

I_t=I_limit×δ_t（1）

式（2）中，U_rate为进线柜额定电压，为功率因数。

通过获取当天变低进线柜负荷情况，获取数据，形成重载列表。

2.2.2 测温反馈

当10 kV进线柜负载率达90%时，在EMS系统生成一条重载设备告警，调控员通知系统下发重载设备测温通知。巡视人员测温，将结果通过DCCS系统反馈。

考虑到进线柜类型不同，对应的测温方式也有所不同，这里区分了固定式户内高压开关柜（XGN柜）^[4]与金属铠装移开式开关柜（KYN柜）两种测温方式。XGN柜有敞开的测温窗口，可以直接采集柜内A、B、C三相导体的温度，而KYN属于全封闭式柜体，故只能采集柜体表面的温度作为设备温升的参考依据。

最终汇总输出到地调电网运行管理系统，生成设备测温表。

2.2.3 智能分析

具体实现如下，若满足以下任一条件，则判为发热缺陷。

（1）相别发热（适用于导体）。三相测温温度其中一相≥90 ℃（重大缺陷）;三相测温温度其中一相≥130 ℃（紧急缺陷）。

（2）温升发热（适用于柜体，柜体三相温度一致）。温升（测温温度-环境温度）≥30 ℃;（重大缺陷）。

（3）相对温差（导体适用）。相对温差，即（最高相别温度–最低相别温度）/（最高相别温度–环境温度）≥35%。

测温表经过逻辑判据，若判断设备运行工况正常，现场按行业标准加强运维。若判断设备运行工况异常，以告警形式推送给调度员进行人工干预，可以采取负荷控制等措施。

2.2.4 报表输出

根据数据库中的片区范围，系统按供电路径与运行方式整理出重载片区。

汇总当日所有重载设备的运行数据，并根据当日实时数据获取当日进线柜负载率、负荷功率以及负荷电流的最大值δ_max、P_max、I_max，生成重载设备清单与预警信息;在能量管理系统与电网运行管理系统建立数据接口，在电网运行管理系统智能温度管控平台中导出重载设备清单与预警信息并进行发布。

3 应用成果

基于重载设备的智能温度管控平台，一方面，强化了对10 kV进线柜运行数据的处理及分析，保证了重载设备温度数据的实时性与准确性，实现了对重载设备运行工况的实时管控与追踪;另一方面，通过在能量管理系统和电网运行管理系统建立数据接口，实现了电网运行数据的实时分析与展示，减少了人工处理分析环节，有效地提高了工作效率。

4 结束语

本文对重载进线柜温度管控进行了研究，介绍了智能温度管控平台的运行机制以及各个模块的作用，阐述了智能温度管控实施模式。基于智能温度管控平台，利用信息平台实现全过程信息交互，实现EMS、OMS、DCCS系统数据接口，实时重载进线柜数据整合，重载设备温度控制全过程的电子化，发热设备自动判断和识别，有效提高了重载设备的温度管控效率，保障了电网的安全稳定运行。通过该系统的应用，提高了调度员的工作效率，证明了系统的实用性和先进性。

参考文献

[1] 巩娜，赵志刚，杨志辉.大电流开关柜发热问题分析与研究[J]，大众用电，2011（8）：20-21.

[2] 带电设备红外诊断应用规范：DL/T664-2016[S].

[3] 杜继荣.一起10 kV高压开关柜发热故障分析及防范措施[J]，电工文摘，2016（6）：46-48.

[4] 广东电网公司高压开关柜技术规范：S.00.00.05PM.0400.0034[S].

[5] 谢亮.运行中高压开关柜实际温升分析[J].电力安全技术，2005（10）：10-11.

基金项目：本论文来源于广东电网有限责任公司职工技术创新项目，项目名称：基于重载设备的智能温度管控系统，项目编号：031900KK52200061。