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经验文献 / _仪表知识

探究电力系统中磁翻板液位计的智能化

发布时间:2019-12-25  发布作者:

    摘 要:变电站及电力电缆隧道低洼场地在雨季容易遭遇水浸风险,极易造成绝缘降低,甚至引发短路、接地故 障。为了防止场地进水,需要在变电站电缆层、消防水池内以及电力电缆隧道等较不利点处的集水井内安装潜排 水泵进行排水,以保障电力设备的安全运行。但是目前的大多数变电站及电力电缆隧道集水井内潜排水泵运行时 都存在着多种问题和风险,进而造成一定的损失。针对当前变电站及电力电缆隧道集水井内磁翻板液位计存在 的问题进行分析,提出了一套智能化的磁翻板液位计优化方案。

    排水泵是变电站及电力电缆隧道低洼场地在雨季所必 需的设备之一,变电站承担着电力系统中电压与电流变换的人物,内含多种设备以及电缆等,对防水的要求是比较高的。 夏季为雨水较多的时节,如果不能够做好排水工作,将会对 变电站内的设备和电缆造成一定的腐蚀和损伤,影响变电站 的正常工作,所以排水系统对于变电站来说是十分必要的。 但是当前大部分变电站及电缆隧道等场所采用的排水泵多 为较落后的控制系统,虽然也能够完成排水工作,但在运行 过程中会存在多种风险,造成不必要的损失。

    1 变电站传统磁翻板液位计存在的问题
    变电站由于其自身的特殊性,在排水上的要求比其他类 型站点更高,所以排水系统是变电站必不可少的配置之一, 但传统变电站水泵控制系统并不足以满足变电站本身对于 排水的要求,存在一定的缺陷。目前大部分传统变电站所采 用的磁翻板液位计结构如图 1 所示,在集水井内安装浮球 液位计,当水位超过设定的阈值时潜水泵启动;当水位低于 设定的阈值时潜水泵停止。控制模式主要包括“自动控制” “手动控制”“停止”三种模式,且均为现场操作。

 

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    在此种控制系统中,水泵的“自动控制”模式可以实现 变电站本地的自动排水控制,但这种模式也有一定的缺陷, 即过度依赖于浮球液位计的运行稳定,但在实际生产运行 中,集水井内环境比较恶劣,浮球工作时间长了容易发生粘 连等异常现象,并且很难及时监测到这种异常,会导致失去 水位判断的能力,这就会造成水泵的拒动和误动现象频繁, 给变电站的正常运行带来了一定的风险。除此之外,传统变电站排水系统的“手动控制”“停止” 两种运行模式是不能够通过后台操作的,主要依赖于运行人 员到达现场之后进行的手动操作。但是出于对多种因素的考 虑,变电站的集水井一般都设计在站内四周角落位置,往往 距离变电站的主控室和人员的值班地点有一定的距离。正常的天气并不会造成影响,但遇到恶劣雨水天气时,一旦水位 判断功能失效,变电站的值班人员就需要到现场观察水位的实际情况。

    远距离的往返观察水位,使得值班人员需要穿行于电气 设备之间,会给值班人员的人身安全带来一定的风险。与此 同时,雨水天气往往是电网系统正处于运行故障频发的时 段,这需要变电站值班人员密切关注电网运行状况并及时配 合电网操作,这就导致了值班人员而无法抽身观察蓄水池的 水位情况,可能造成蓄水池排水系统开、关机不及时,进而 造成变电站电缆层或者厂区发生溢水事故,给电缆以及站内电气设备埋下极大的安全隐患。

    2 磁翻板液位计智能化的意义
    通过以上对于传统变电站排水控制系统的分析可以看出,当前的变电站排水系统在操作上以及正常运行中都有着 一定的缺陷,所以对变电站排水控制系统进行改良已经是势在必行。目前来看,将变电站磁翻板液位计智能化具备以下几 点现实意义:①传统的变电站结构十分容易造成集水井的漫溢,进而带来一定的风险。而变电站、电力电缆隧道排水泵自动控制系统可以解决集水井漫溢问题,保障变电站、电力 电缆隧道内电力设施安全、稳定运行,提高供电可靠性。 ②在恶劣天气之下,处理问题的时间决定了可能造成损失的 大小,传统的磁翻板液位计操作不便,造成了时间上的浪费,而智能化的排水泵自动控制系统可大大缩短运维人员防 涝工作的应急启动时间,为变电站防洪涝工作的顺利开展提 供宝贵的时间支持。③传统的排水控制系统由于技术落后,导致在使用过程中容易出现多种不可预测的现象,因此缺乏 一定的稳定性与可靠性,而智能化的排水泵自动控制系统可 大幅度提高潜排水泵的使用可靠性,为变电站以及电力电缆 隧道防洪涝工作的顺利开展提供有效的技术性保障。

    3 磁翻板液位计智能化改进方案
    根据传统磁翻板液位计存在的问题与缺陷,可制订出 智能磁翻板液位计的改进方案,主要是负责智能排水系统 的数据检测和预警,以及在必要时具备远程启停排水泵的作 用,以达到与现有排水系统功能互补的目的。

    为了达到相应效果,磁翻板液位计需要改进以下几方 面:①在磁翻板液位计上摒弃浮球液位计的设计,改为增 加水位传感器的形式,从而使水位的监测手段更加稳定、可 靠,值班人员也可以远程实时检测水位信息,遇到突发情况 时可及时预警现场排水系统故障。②针对手动控制的局限性 问题,新型的磁翻板液位计需要丰富水泵的启动手段。在 本地手动和本地自动的基础上,额外增加一项远程控制功 能,使运行人员在智能辅助系统综合监控中心就可以对水泵 进行启动和停止控制。③在磁翻板液位计上增加视频、灯 光、警灯等前端监视单元,实现水泵控制的远程可视化管理, 这样一来,能够让上报的数据可验证,操作可视化,从而大 大提高变电站排水系统的安全性与可控性。④为了加强排水 系统整体的稳定性与安全性,新型的磁翻板液位计应当加 强对水泵运行状态的监视。通过电流传感器检测水泵电源, 可判断水泵的运行(启停)状态,及时发现故障状态,为维 保人员提供准确的维保数据,节源增效。⑤在监控平台上增 加水泵智能控制模块。将水泵控制系统较终接入现有的变电 站智能辅助系统平台,作为智能辅助系统的子系统统一纳入 管理。在平台上,运行人员可以实时查看集水井内的水位信 息、水泵的开启状态,并能进行远程操作。出现异常时发出 报警信号并及时记录。具有查询历史曲线等功能,以备故障 分析、提出改进方案,并绘制历史数据曲线、报表,以利于 运行人员的正确判断。

    根据以上改进需求,本文提出了相应的排水控制系统智 能化解决方案,如图 2 所示。 
  
    由图 2 可看出,智能化改进后的排水控制系统通过水泵智能控制器以及现场新增的水位采集装置实时检测水位信 息,并通过视频、灯光系统的配合,对采集数据进行原始验 证,确保数据的准确性。通过新增的电流运检器对电机电流 进行检测,可以判断电机的运行、故障状态,为维保人员提 供项目维保依据。

 

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    将水泵智能控制器的输出部分直接接入水泵电气控制 箱控制节点,可实现远程控制且不与原有排水系统相互干扰,从而达到减少问题、降低风险的效果。

    4 结语
    变电站及电力电缆隧道中低洼处的排水工作是日常维 护管理中十分重要的环节,但传统的排水控制系统及设备往 往达不到变电站正常运行所需要的安全与稳定性的要求,需 要对当前的排水控制系统进行智能化改善,针对该处排水泵 运行存在的问题,结合电力设施排水系统的特点进行智能优 化,将整体的结构进行大幅度修改,一方面在监控措施上进 行优化;另一方面,在操作便捷性上进行修改,从而使变电 站及电力电缆隧道排水更加顺畅,保证人员操作安全和便捷 的情况下,整体提高变电站及电力电缆隧道运行的安全性, 同时也能够在一定程度上降低变电站管理成本,提升其工作 效率。

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