变电站二次控制电缆机械化敷设技术的研究.pdf

:./.变电站二次控制电缆机械化敷设技术的研究廖志鹏 张立林 江维臻 李 娟 韩 存广东威恒输变电工程有限公司 广东佛山 摘 要:当下社会对电力能源需求量日益增大电网系统的稳定性和效率性也变得很重要 变电站是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所 现阶段变电站的二次敷设采用传统电缆敷设方法对电缆自身造成一定程度的磨损降低电缆的使用寿命且施工效率低且劳动强度大 为此研制出一款用于变电站二次控制电缆敷设的机械化装置以各设备辅助施工人员的方式替代传统敷设方法以此完成电缆的机械化敷设关键词:变电站二次敷设机械化电缆敷设技术中图分类号:变电站电缆敷设与二次接线过程中全面、科学、合理的前期规划能使施工中电缆敷设及二次接线的开展更高效、准确 参考文献可知传统电缆敷设在施工前需要做充分的准备即需完成组织学习、现场勘测、敷设顺序、协调分工以及各工具设备的清点检查等一系列准备还要在控制电缆牵引时保持高度警惕避免尖锐物划伤电缆表面注意可能因惯性牵引导致电缆传送盘继续旋转传送进而发生控制电缆散出线盘的现象 长距离敷设过程还会经过工况复杂路段在转弯位置敷设时电缆受力增大存在划伤电缆的风险 设计原理本电缆敷设机械化的设计原理是将多种类型的机械式敷设防护装置安装在电缆敷设路径上把终点自动牵引装置的牵引绳穿过全部机械式敷设防护装置后与控制电缆前端以及起点自动牵引装置牵引绳进行固定 通过整套变电站二次控制电缆敷设机械化装置完成自动化敷设能有效提高敷设效率降低电缆损伤提高电缆的利用率 结构介绍本电缆机械化敷设装置是由纯机械式防惯性电缆盘支架、自动送线装置、自动牵引装置、多种类型的机械式敷设防护装置等组成.纯机械式防惯性电缆盘支架参考文献介绍的是一种用于海运高压电缆的简易托架以避免海运电缆盘过程中发生磕碰为出发点设计的但较难应用于敷设施工过程中 而纯机械式防惯性电缆盘支架的存在可以防止牵引惯性导致电缆盘继续旋转造成电缆脱落而缠绕的现象 其主要用于控制电缆盘放置增设的滚轴阻尼调节器能调节电缆盘支架旋转的顺滑度.自动送线装置自动送线装置(如图 所示)主要安装于防惯性电缆盘支架前配备自动敷设模式 当自动牵引装置的牵引量大于传送量时电缆会出现拉扯过紧的情况牵引装置动力系统功率变低检测结果将被反馈至主控单位随后主控单元提高动力系统传送量 同理当牵引量小于传送量导致电缆松弛时自动牵引装置将提高动力系统的牵引量 自动送线装置的送线速度与终点的自动牵引装置实现同步牵引工作图 自动送先装置示意图.自动牵引装置自动牵引装置(如图 所示)主要由牵引电机、承重支架、卷线盘、编码轮、编码器、控制箱组成 敷设起点和终点各放置一台与终端自动牵引装置结构相似且均为模块化设计目的是方便设备运输与安装提高施工效率图 自动牵引装置示意图 科技风 年 月水利电力 终端自动牵引装置中的牵引电机是主要动力来源配合减速机构可增大扭矩加强装置收线的能力 电力人员可以通过总控制系统界面对该装置进行操控控制牵引电机送线与收线工作.多种类型的机械式敷设防护装置本机械式敷设防护装置在敷设过程中起保护线缆完整的作用包括金属桥架敷设防护装置、电缆沟敷设防护装置、电缆竖井敷设防护装置金属桥架敷设防护装置适用水平方向、竖井拐角和水平拐角等位置(如图 所示)金属桥架敷设防护装置主要由紧固螺栓、滚轮调节模块、滑槽、滚轮传送模块固定旋转柄、可调节桥架固定座组成 位于该防护装置滚轮上的快速脱离结构(如图 所示)采用的是滚轮一体式结构可以随着滚轮旋转的方向任意调节调整至所需角度时便可通过黑色旋转手柄以固定线缆牵引的方向 如果要取出线缆即可先松开旋转手柄任意推出所固定位置便可取出线缆图 水平拐角防护装置图 滚轮结构图通过在最受力的拐角处放置防护装置根据拐角宽度确认滚轮调节模块的间隔距离再旋转各模块的旋转柄固定各模块最后固定滚轮上的快速脱离结构便可以辅助线缆通过 滑槽内部采用 型槽能保证滚轮传送模块不脱离 紧固螺栓用于松开和固定位于可调节桥架固定座上的滚轮调节模块 而滚轮调节模块目的是满足任意距离的敷设尺寸 可调节桥架固定座用于机械式金属桥架滑轮辅助工具固定在桥架边框上设四个固定点能保证线缆在敷设过程中更稳固很多类型的机械式敷设防护装置还包括电缆沟敷设防护和电缆竖井敷设防护能应用多变的敷设环境 电缆沟敷设防护装置的技术原理如上述一般区别在于固定底座的设计不同 电缆沟防护装置 的底座是通过膨胀螺丝安装在电缆沟墙壁上而该防护装置 的固定底座设计则采用一种无损安装方式通过活动扳手顺时针旋转固定两侧的紧固螺杆使底座两侧向外撑开通过电缆沟两侧墙壁的反作用力进行紧固电缆竖井敷设防护装置分为进线端、直线端和出线端三部分 其技术原理如上述一般区别也在固定底座设计不同 进线端设计了两种方案分别为进线端竖井防护装置 采用膨胀螺丝的方式安装在进线口旁的水泥墙面上进线端竖井防护装置 的设计原理与电缆沟敷设防护装置 相同 直线端电缆竖井敷设防护装置通过固定底座安装于电缆竖井内部支架上方 由于电缆竖井出线端工况较为复杂所以出线端电缆竖井敷设防护装置分别安装于出线口电缆支架上方和金属桥架侧面.总控制系统本装置自主开发的控制系统用于上述自动送线装置、自动牵引装置的操作控制设备模式控制切换包括全自动模式和手动模式全自动模式即有两台自动牵引装置与一台自动送线装置联动工作通过操控系统对敷设设备进行“启停控制、速度调节”手动模式分别单独选择对自动送线装置和自动牵引装置进行设备启停控制、速度调节、正反转控制亦可进行电缆牵引的收紧度调整在设备检查、检修时使用装置总控制系统界面(如图 所示)可自主选择控制系统的模式并能直观地看到装置在工作过程中的运行状态以及各设备的工作参数值 装置的运行状态可以分为正常运行、待机、故障三种状态 各设备在运行时的功率、速度、牵引力和挡位图 装置总控制系统界面而参数调节设置界面(如图 所示)则可对挡位输出量、中继牵引机数量、牵引力停机保护值、牵引松紧度调节值、牵引力校准系数等进行参数设置水利电力科技风 年 月图 装置参数设置界面.联动控制功能为协调各装置还增加了联动控制功能利用控制芯片检测控制对电机转速的调整以达到设备运行的统一 通过各装置系统的自主配合来提高敷设的工作效率联动控制功能可以进行扭矩检测在自动牵引装置进行工作时控制芯片会实时对电机进行检测通过监测线缆拉力传感器自动牵引装置自动判断是否属于危险情况如属危险情况将停止运行 该联动控制功能的扭矩检测逻辑原理图如图 所示图 扭矩检测逻辑原理图 技术关键()自动智能化特点本项目满足多元化的控制模式对设备进行功能控制、参数调节、模式切换、运行管理实现自动化、智能化减少耗材损坏率()自动敷设模式自动送线装置和自动牵引装置的动力反馈系统实时检测输出功率情况传输到主控单位再由主控单位对此情况进行调节()联动控制设计调速程序与联动控制扭矩检测程序不仅能保障控制电缆被过度绷紧或者过度松弛还能保障当牵引动力超过预设的阈值自动牵引装置定义为危险情况将停止运行并且发出警报 实例分析上述完成对变电站二次控制电缆敷设机械化装置的研制为了试验项目的可行性对各装置进行相应的测试本装置经过与传统变电站二次控制电缆敷设的工艺方式对比不仅减少人力和工时的消耗还增加了拐角防护、智能反馈调速、两种模式转换、故障提示等功能从一定程度上对电缆起到保护的作用提高电缆的利用率 该电缆敷设技术工艺产品在功能、工艺或技术优势上远超传统敷设工艺结语变电站二次控制电缆敷设机械化装置的研究改善目前变电站进行二次控制电缆敷设时需要依靠大量人力的情况 通过自动化、智能化的手段将整体的施工流程标准化、可控化可提高了项目质量减少了项目成本参考文献:李疆.变电站电缆敷设及二次接线的工艺改进初探.科学技术创新():.孙磊鲍春明刘故帅等.复杂环境下智能变电站设备多维度管控方法研究.信息技术():.周锐.变电站电缆敷设及二次接线的工艺改进初探.电子制作():.李玉敦刘萌李宽等.智能变电站二次设备在线智能运维技术研究与应用.山东电力技术():.黄安山曹洪亮.控制电缆的施工.科技创新导报():.朱克平何英静倪瑞君等.浅谈变电站电缆敷设与二次接线的工艺改进策略.电工材料():.夏炜.变电站电缆敷设与二次接线的工艺改进策略.电子测试():.黄铜墙王伟曾汉成.变电站控制电缆敷设施工方法的研究.中国设备工程():.黄伟立王福志张润浩.一种新型海运用超高压电缆盘简易托架装置.电线电缆():.作者简介:廖志鹏()男本科高级工程师研究方向:新型继电保护技术、新型二次电缆工程施工技术张立林()男专科高级工程师研究方向:电力工程施工李娟()女硕士工程师研究方向:新型电器设备技术韩存()男本科高级工程师研究方向:电力系统自动化通讯作者:江维臻()男硕士高级工程师研究方向:新型继电保护技术 科技风 年 月水利电力