電力變電站內(nèi)部智能防汛系統(tǒng)的研制

蔣坤　張曉娟　于輝

摘 要：目前變電站尚無(wú)完善的防汛設(shè)施，主要靠人工搬運(yùn)沙袋的方式進(jìn)行封堵，并通過(guò)水泵自啟動(dòng)進(jìn)行溝道排水。不僅需要耗費(fèi)大量人力物力，而且效率低、成效慢，無(wú)法及時(shí)有效的達(dá)到控制汛情、減少損失的目的。且在變電站無(wú)人值守方式下，遠(yuǎn)方運(yùn)維人員無(wú)法實(shí)時(shí)了解變電站汛情，缺乏有效的監(jiān)控手段，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)峻考驗(yàn)，急需我們進(jìn)一步完善變電站防汛設(shè)施，提高防汛系統(tǒng)的智能化水平。

關(guān)鍵詞：電力變電站；內(nèi)部智能防汛系統(tǒng)；創(chuàng)新

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

1 背景及現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)，防汛工作一直是關(guān)乎變電站安全運(yùn)行的重要方面，尤其是近年來(lái)，隨著極端暴雨天氣的頻繁發(fā)生，為變電設(shè)備及其附屬設(shè)施的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。僅2016年，全國(guó)就有多座變電站發(fā)生汛水倒灌事件，造成電網(wǎng)被迫停電、設(shè)備損壞等重大損失。而隨著變電站無(wú)人值守的不斷推廣，提高防汛系統(tǒng)快速有效的應(yīng)急能力，成為當(dāng)前所面臨的一個(gè)緊迫問題。

2 創(chuàng)新點(diǎn)及原理

該項(xiàng)目將改變?cè)邢鄬?duì)單薄的應(yīng)急防汛工作模式，建立一套智能化防汛設(shè)施，實(shí)現(xiàn)防水與排水系統(tǒng)的有效聯(lián)動(dòng)，迅速增強(qiáng)變電站防汛能力。

（1）通過(guò)預(yù)埋擋板，減少外露部分，構(gòu)建隱蔽式筑壩設(shè)施；用智能傳感器和齒輪傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)擋板升降。

（2）在微氣象中加入液位感應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)智能邏輯回路，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施、筑壩設(shè)施與微氣象設(shè)施的相互聯(lián)動(dòng)。

（3）開發(fā)智能軟件，建立智能防汛平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)排水與防水設(shè)施的遠(yuǎn)程遙控啟動(dòng)；并關(guān)聯(lián)變電站氣象水文情況，對(duì)重要預(yù)警信息進(jìn)行推送提醒，實(shí)現(xiàn)防汛系統(tǒng)實(shí)時(shí)狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。

3 實(shí)施方案

3.1 研制電動(dòng)隱蔽式防汛筑壩設(shè)施

該設(shè)施采取地埋式設(shè)計(jì)理念，基于側(cè)推擠壓原理技術(shù)，通過(guò)智能傳感器和齒輪傳動(dòng)裝置，構(gòu)建一個(gè)隱蔽式防汛筑壩設(shè)施。

其設(shè)施主要由地埋槽、主擋水板、輔助支撐、頂緊螺栓、動(dòng)力系統(tǒng)、防護(hù)板等部分組成。當(dāng)電源接通時(shí)，可實(shí)現(xiàn)主擋水板的升、降操作。

3.2 防水、排水設(shè)施及微氣象系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

設(shè)計(jì)智能邏輯控制回路，當(dāng)微氣象系統(tǒng)中的液位感應(yīng)裝置與排水泵同時(shí)達(dá)到啟動(dòng)值時(shí)，將聯(lián)動(dòng)隱藏筑壩設(shè)施自動(dòng)升起，從而起到阻隔雨水倒灌的作用。

當(dāng)雨量過(guò)大，溝道匯集至蓄水池的水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，水泵可利用浮球原理實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)向站外排水；當(dāng)室外的液位感應(yīng)器檢測(cè)到地面水位達(dá)到設(shè)定值3厘米時(shí)，將閉合動(dòng)作接點(diǎn)。當(dāng)兩者同時(shí)滿足動(dòng)作條件時(shí)，說(shuō)明當(dāng)前極有可能發(fā)生汛情，將接通智能邏輯控制回路，將聯(lián)動(dòng)隱藏式筑壩設(shè)施自動(dòng)升起，實(shí)現(xiàn)變電站站內(nèi)與站外的隔離，達(dá)到防止外部雨水倒灌的效果。

3.3 建立智能防汛平臺(tái)

開發(fā)一套智能化軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變電站微氣象、防水、排水設(shè)施的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控。

（1）氣象水文信息的采集、預(yù)警?？蓪?shí)時(shí)關(guān)聯(lián)發(fā)送所轄變電站的氣溫、降水、風(fēng)速等氣象水文情況，對(duì)關(guān)鍵的降水信息進(jìn)行推送提醒。

（2）隱藏式筑壩設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控。可實(shí)時(shí)采集隱藏式筑壩設(shè)施圖像，掌握當(dāng)前的水泵，擋板的啟動(dòng)狀態(tài)。

（3）隱藏式筑壩設(shè)施的操控?？赏ㄟ^(guò)手動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)擋板升降的就地遙控，也可調(diào)到無(wú)人值守模式實(shí)現(xiàn)站內(nèi)無(wú)人值守時(shí)，設(shè)備根據(jù)降水量自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的開啟，停止和擋板的升起和降下。

3.4 人性化智能控制

（1）擋板上下限智能控制。擋板上下限智能控制，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，智能控制擋板上行，下行在合理范圍內(nèi)，避免造成設(shè)備強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)，造成故障。

（2）紅外異物檢測(cè)。使用紅外遠(yuǎn)距離對(duì)射開關(guān)，避免升起過(guò)程中，出現(xiàn)行車，設(shè)備仍自動(dòng)升起，碰觸車輛等物體，造成事故，為擋板自動(dòng)行進(jìn)，提供保護(hù)。

（3）4G手機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模塊。使用穩(wěn)定的4G模塊，實(shí)時(shí)顯示擋板模塊，在緊急情況下，可遠(yuǎn)程控制水泵和擋板運(yùn)作，為設(shè)備提供多層穩(wěn)定的保護(hù)措施。

4 經(jīng)濟(jì)效益

4.1 從節(jié)約時(shí)間分析

以500kV圣臨變?yōu)槔?，距離分部駐地約95公里。如發(fā)生緊急汛情，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)約90分鐘，完成大門封堵約30分鐘，處理全過(guò)程共120分鐘。采用智能防汛設(shè)施，在2分鐘內(nèi)完成遠(yuǎn)方的操控，每次防汛處理可節(jié)約時(shí)間約98%。

4.2 從節(jié)約人工分析

每次進(jìn)行封堵工作，作業(yè)人員由原來(lái)的5人減少為0人，按日人工工資 200元計(jì)算，可節(jié)約人工成本0.1萬(wàn)元。

4.3 從設(shè)備安全分析

如封堵不及時(shí)，發(fā)生雨水倒灌情況，會(huì)造成端子箱、配電箱、蓄電池等設(shè)備的損壞，可能引起因回路短路而造成的大面積停電事故。按單日負(fù)荷損失1千萬(wàn)千瓦時(shí)，每度電市價(jià)0.86元為計(jì)，每日避免損失約860萬(wàn)元。

5 社會(huì)效益

（1）通過(guò)本項(xiàng)目使工作人員可實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)汛情及防汛設(shè)施啟動(dòng)情況，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瞬時(shí)遙控啟動(dòng)，為變減少電站汛情風(fēng)險(xiǎn)、提高防汛應(yīng)急反應(yīng)能力提供了可靠地技術(shù)保障。

（2）根據(jù)研制特點(diǎn)，該隱藏式智能防汛設(shè)施還可以運(yùn)用在工廠、院落、倉(cāng)庫(kù)、車庫(kù)等大門，進(jìn)行外部雨水封堵，起到防止雨水大量灌入的效果，而且免除人員搬運(yùn)、封堵的過(guò)程，提升了整體效率。

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