帶無線數(shù)據(jù)接力的避雷器動作計數(shù)器遠傳裝置

朱瑞剛,安宏宇,祝 翔

(1.晉中供電分公司,山西晉中 030600;2.武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司,湖北武漢 430070)

帶無線數(shù)據(jù)接力的避雷器動作計數(shù)器遠傳裝置

朱瑞剛1,安宏宇1,祝 翔2

(1.晉中供電分公司,山西晉中 030600;2.武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司,湖北武漢 430070)

針對當(dāng)前避雷器計數(shù)器應(yīng)用的局限,設(shè)計了一種帶無線數(shù)傳電臺模塊的避雷器計數(shù)器遠傳裝置。介紹了裝置的組成、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍,最后給出了裝置在試驗中的運行情況,結(jié)果證明該裝置能適合當(dāng)前所有的掛網(wǎng)避雷器應(yīng)用場合。

無線數(shù)傳電臺;避雷器計數(shù)器;數(shù)據(jù)接力;無線遠傳

0 引言

隨著線路用避雷器的增加,怎樣及時、有效地獲取避雷器的動作次數(shù)及泄漏電流等相關(guān)數(shù)據(jù),成為電力系統(tǒng)越來越突出的一個問題。目前110 kV及以上輸變線路上的避雷器主要由人工觀察動作計數(shù)器次數(shù)的方式來采集數(shù)據(jù),再制成數(shù)據(jù)統(tǒng)計的表格等供電力部門參考。這種方式容易受觀察者自身因素的影響,造成誤讀、記錄出錯等問題,而且由于大部分的避雷器是在野外的無人區(qū),相互之間的間隔很遠,做一次統(tǒng)計不僅耗費巨大的人力物力,而且還要考慮當(dāng)時的天氣狀況等自然環(huán)境因素,實現(xiàn)起來非常不方便,很容易出現(xiàn)遺漏,無法準(zhǔn)確監(jiān)測分析避雷器的安裝效果和雷電活動情況[1]-[2]。

國內(nèi)外針對這個問題,開發(fā)了很多的避雷器計數(shù)器遠傳裝置,通過短信、現(xiàn)場總線、光纖等方式將計數(shù)器的動作情況發(fā)送到服務(wù)器上,取得了較好的效果。但也存在很多的問題,如用現(xiàn)場總線、光纖的方式是有線傳輸,適合在變電站周圍等地方實施,若距離太長,則從施工、成本等方面考慮沒有實際意義。通過短信的方式進行數(shù)據(jù)發(fā)送不受距離限制,但在沒有GSM信號的地區(qū)就沒法使用了,而現(xiàn)在的避雷器很大部分都在這樣的山區(qū),因此迫切地需要采用其他的方式來解決這種條件下的避雷器計數(shù)器數(shù)據(jù)遠傳問題。

針對這一背景,本文設(shè)計一種采用帶無線數(shù)傳電臺和GPRS功能的避雷器計數(shù)器遠傳裝置,可在沒有GPRS信號的地方,通過無線數(shù)傳電臺,將數(shù)據(jù)傳到有GPRS信號地區(qū)的無線數(shù)傳電臺上,再將信號由GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器上的GPRS數(shù)據(jù)接收端,實現(xiàn)了在任何條件下都可將避雷器計數(shù)器的數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器[3]。

1 系統(tǒng)原理

無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介,與光纖、微波、明線一樣,有一定的適用范圍,它提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸,具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠的特點,適合點多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合,在很多專網(wǎng)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。針對避雷器計數(shù)器的實際情況,本文設(shè)計了2種單獨的單元用于將無線數(shù)傳電臺模塊和GPRS信號模塊組合起來,這樣在各種情況下都可靈活使用。

單元1,無線數(shù)傳電臺模塊與GPRS轉(zhuǎn)換單元,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 無線數(shù)傳電臺轉(zhuǎn)GPRS單元

該單元將無線數(shù)傳電臺的數(shù)據(jù)接收后,經(jīng)過處理、格式轉(zhuǎn)換,通過GPRS模塊可以發(fā)送給GPRS接收端。

單元2,無線數(shù)傳電臺中繼單元,結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 無線數(shù)傳電臺中繼單元

該單元將無線數(shù)傳電臺的數(shù)據(jù)接收后發(fā)送給另一個無線數(shù)傳電臺,滿足長距離無GPRS網(wǎng)絡(luò)信號的條件下進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

針對避雷器計數(shù)器信號采集模塊的數(shù)據(jù)發(fā)送問題,根據(jù)有無GPRS網(wǎng)絡(luò),設(shè)計了2種單元。

單元1,采用GPRS信號發(fā)送數(shù)據(jù)單元,結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)單元

這種單元,也就是常用的當(dāng)避雷器安裝在有GPRS網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的計數(shù)器數(shù)據(jù)發(fā)送單元。

單元2,采用無線數(shù)傳電臺發(fā)送數(shù)據(jù)單元,結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 無線數(shù)傳電臺發(fā)送數(shù)據(jù)單元

這種單元使用在當(dāng)避雷器安裝在沒有GPRS網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的計數(shù)器數(shù)據(jù)發(fā)送單元。

有了這4種單元就可以在任意的情況下將避雷器計數(shù)器的數(shù)據(jù)傳回到服務(wù)器上。根據(jù)具體的情況,進行模塊的組合就可以完成數(shù)據(jù)發(fā)送的功能。下面分別討論。

a)當(dāng)避雷器安裝在有GPRS信號的區(qū)域。

這種情況下,直接通過圖3所示單元使用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)回。網(wǎng)絡(luò)示意如圖5。

圖5 直接通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸信號圖

b)避雷器安裝在無GPRS信號的區(qū)域,但在周圍20 km的范圍內(nèi)有地方存在GPRS信號。

這種情況下,通過圖4所示電臺發(fā)送數(shù)據(jù)給圖1所示的無線電臺模塊與GPRS轉(zhuǎn)換單元,再將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器的接收端。網(wǎng)絡(luò)如圖6所示。

圖6 經(jīng)過一次數(shù)據(jù)接力轉(zhuǎn)換的信號傳輸圖

c)當(dāng)避雷器安裝在無GPRS信號的區(qū)域,且在周圍20 km的范圍內(nèi)沒有地方存在GPRS信號。

這種情況下,就要考慮數(shù)據(jù)的多次遠傳接力,將數(shù)傳電臺的信號經(jīng)過多次的傳輸送到有GPRS網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域,再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到服務(wù)器的接收端。網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。

圖7 經(jīng)過多次數(shù)據(jù)接力的信號傳輸示意圖

圖8 晉中避雷器計數(shù)器遠傳裝置網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

以上三種情況可以包括所有的應(yīng)用場合,確保無論有無GSM網(wǎng)絡(luò)都可將計數(shù)器的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器上。

2 系統(tǒng)應(yīng)用

目前在山西省晉中市的輸電線路上進行了這種新型避雷器動作計數(shù)器遠傳裝置的試驗,安裝了5套設(shè)備,整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖8所示。整個系統(tǒng)包括直接用GPRS信號傳送數(shù)據(jù)、通過數(shù)傳電臺一次數(shù)據(jù)接力傳送數(shù)據(jù)、通過數(shù)傳電臺多次數(shù)據(jù)接力傳送數(shù)據(jù)等各種情況。

過10個月的掛網(wǎng)運行,證實在各種特殊條件下,該裝置都能穩(wěn)定及時地運行,系統(tǒng)運行時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如圖9、圖10、圖11所示,從圖中可以看到系統(tǒng)提供的信息豐富,統(tǒng)計結(jié)果完善,可以給電力部門提供了高效、及時、可靠的線路雷擊狀況統(tǒng)計與分析。

3 小結(jié)與展望

圖9 9月2日的雷擊統(tǒng)計

帶無線數(shù)據(jù)接力的避雷器動作計數(shù)器遠傳裝置經(jīng)過開發(fā)試驗后,設(shè)備掛網(wǎng)運行情況良好,采集數(shù)據(jù)正常,克服了以往不能在無GSM信號地區(qū)使用的弊端,極大地拓展了應(yīng)用空間,為避雷器的智能化邁出了堅實的一步。

圖10 9月份每個桿塔的落雷統(tǒng)計

圖11 整條線路全年統(tǒng)計

[1] 楊小青,翁舟波,朱鶯.改進氧化鋅避雷器實時在線監(jiān)測表的設(shè)想 [J].大眾科學(xué)研究與實踐,2008(03):20-22.

[2] 謝忠寶.氧化鋅避雷器事故及運行檢測方法探討 [J].廣東電力,2009(06):16-18.

[3] 毛慧明,左斌武,李宏建.數(shù)據(jù)遠傳型避雷器在線監(jiān)測器的研制 [J].電瓷避雷,2009(03):23-25.

On Remote Transmission Device of Arrester Counter with Wireless Data Modem

ZHU Rui-gang1,AN Hong-yu1,ZHU Xiang2
(1.Jinzhong Power Supply Company,Jinzhong,Shanxi 030600,China;
2.Wuhan Kang Pu Chang Qing Software Technology Co.,Ltd,Wuhan,Hubei 430070,China)

In view of the limited usage of arrester counters,a remote transmission device of arrester counter with wireless data modem is designed.The composition,structure,application scope of the device is also introduced,and finally the situation of the device in run is stated,the result of which proves that the device could suit for all of the current arresters in work.

wireless data modem;arrester counter;data relay;wireless transmission

TM835

A

1671-0320(2010)04-0025-03

2010-01-15,

2010-05-24

朱瑞剛 (1971-),男,山西晉中人,1996年畢業(yè)于山西大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè),工程師,從事高電壓工作;

安宏宇 (1974-),男,山西榆社人,1997年山西電力工程學(xué)校發(fā)配電專業(yè),工程師,從事高電壓工作;

祝 翔 (1976-),男,湖北天門人,2003年畢業(yè)于華中科技大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè),從事高電壓工作。