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全绝缘环网柜电缆电流与温度监测应用研究 　　摘 要 本文阐述了一种电流互感器取电技术用于环网柜监测的装置，实现了对环网柜各单元的电流、开关状态、电缆头温度、电缆故障告警等遥测遥信量的监测和信息实时传输，满足智能配电网对环网柜设备的实时监控需要。 　　关键词 全绝缘环网柜；电流互感器供电；二次监控装置；电流与温度监测 　　中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0090-02 　　10 kV户外箱式环网柜，又称环网供电单元（简称环网柜），每个环网柜由3至6路开关共箱组成，接线方式灵活多样，可以满足不同配电网络节点的需求。由于开关装置和硬母线密闭在同一个不锈钢金属外壳内，采用SF6作为灭弧介质和绝缘介质，开关采用三相联动的三工位SF6负荷开关。环网柜采用全封闭全绝缘结构，体积小，技术指标先进，故障率低，因而完全可以取代常规的开关站，从而减少占地面积和缩短出线电缆长度，降低整体造价和维护费用，因而广泛应用于工业园区、街道、居民区、繁华商业中心等。 　　城市配电网络由于采用了小型环网柜供电，有效解决了变电站出线走廊有限的问题，使供电网络更加灵活，而且更容易形成多电源点拉手互供方式，提高了供电的可靠性和灵活性。但同时也使配电网的运行方式更加复杂，如果没有有效的监控系统来实现供电的实时监控，往往掌握不了负荷不均匀，方式不合理等电网中实际的运行状况，使环网供电的优势无从发挥。此外，环网柜等设备的运行状态，也还是只能通过人工巡检来实现，一些比较隐蔽的安装投运隐患，未必能及时发现。从城市配电网的环网柜和小型开闭所的运行实例来看，不少地区都发生过由于电缆头安装不到位，导致接头发热，以至于发展到电缆头烧毁造成接地，最终发展成短路故障的事故，引起较大范围的停电。因此，从提高配电网供电可靠率，提高配电运行管理水平来讲，实现环网柜自动化智能监控，有非常重要的意义，并且是建设智能电网的一个重要环节。 　　本文提出了一种采用电流互感器取电技术，实现环网柜监测的方案，并开发设计实际装置试点运行，对实际效果进行跟踪验证。 　　1 ???测装置的构成 　　1.1 装置构成 　　二次装置分为三部分：1）开关间隔监测单元；2）管理通讯单元；3）电源供电单元。开关间隔监测单元通过内部通讯总线方式与管理通讯单元连接，通讯方式采用了光耦隔离的电流环方式。电源供电单元为整个系统供电，供电采用了电流互感器取电的技术，方便在全绝缘环网柜实现供电。此外，在运行单位安装远方监测中心软件系统。 　　开关间隔监测单元，安装在每个开关间隔的面板，它接入采样CT的二次输出，将输入电流进行AD转换，并根据采样数据进行负荷运行状态的判断，能识别线路发生的故障状况，指出故障发生的支路；同时，它采集安装在电缆头表面的温度探头的信号，获得电缆实时的温度数据，并对数据进行比较，对于异常状况能进行报警。 　　管理与通讯单元通过与各个采样模块的通讯，汇总各间隔的电流和温度数据，并对数据进行存贮分析，记录各个间隔的日、月最大负荷电流并形成负荷曲线，同样温度数据也同时存贮，形成曲线数据。另外，管理通讯单元通过内置的GPRS移动无线传输模块，和远方终端进行通讯，将数据传回到远方主控中心，在远方中心可监测到环网柜的实时数据和历史数据，实现环网柜数据的抄收和历史存贮，并实现数据的配置和管理功能。 　　以6单元环网柜为例，功能框图如图1。 　　本文的二次监测装置采用了节能化设计，配置大容量存贮器，点阵液晶屏幕，当地可显示装置的工作状况和电流、电缆头温度、电缆故障信息、开关状态等运行参数。整套装置的功耗小于5 VA。 　　1.2 电源系统设计 　　电源系统的框图如图2。 　　通过CT输入的电流，经整流电路，变换为系统需要的直流，经稳压电路初级稳压后，变换为18至32伏直流电压，经DCDC模块变换系统工作的稳定直流电压输出，在输入电流较小时，电池将为系统补充供电，当输入电流较大时，将为电池提供充电；电池充满或者，输入电流很大时，过剩的电流将被旁路，流经旁路电阻而消耗。备用电池组的电压为标称24伏。 　　由于供电系统采用电流互感器供电，不需要配置专用的电压互感器，因此不需要通过环网柜电缆T接或从母线引出PT引线，在一次系统上，对环网柜不需要做任何改变，同时结构上也不需要配置PT柜，不改变原有环网柜的结构和基础，同时施工的工作量和停电时间大大缩短，极大改善了对全绝缘环网柜实现自动化升级改造的难度。 　　2 监测装置的主要功能 　　2.1 电缆负荷监测 　　通过安装在电缆室内的电流互感器，监测电缆的负荷电流，实现了电缆负荷的实时监测。 　　2.2 电缆温度监测 　　通过安装在电缆表面的温度传感器，实时监测电缆接头的表面温度。 　　2.3