GPRS分布式故障錄波報(bào)警系統(tǒng)在礦區(qū)電網(wǎng)的應(yīng)用

張兆華 尉永波 孔令民 陳美玲

山東華聚能源公司 山東 濟(jì)寧 273500

0 引言

分布式GPRS監(jiān)測錄波與報(bào)警系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)和公共移動(dòng)通訊技術(shù)合為一體的一種新型電力監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)測主站、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)及遠(yuǎn)方監(jiān)測錄波報(bào)警終端三部分組成。監(jiān)控主站同監(jiān)測終端之間的通訊信道為GPRS移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行中主站與監(jiān)測終端始終保持在線狀態(tài)，實(shí)時(shí)采集和傳送現(xiàn)場相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和監(jiān)視現(xiàn)場運(yùn)行情況。一旦現(xiàn)場發(fā)生短路故障等事故或異常運(yùn)行（振蕩、過負(fù)荷、斷相、嚴(yán)重不平衡）等，監(jiān)測終端立即啟動(dòng)并記錄全過程信息，然后經(jīng)GPRS通道發(fā)送到主站并報(bào)警，為運(yùn)行管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和分析處理事故提供依據(jù)。

1 項(xiàng)目概況

監(jiān)測主站設(shè)在華聚能源調(diào)度室，遠(yuǎn)方監(jiān)測報(bào)警終端經(jīng)過初步篩選，選取集團(tuán)駐地較為重要的線路監(jiān)測點(diǎn)作為監(jiān)測試點(diǎn)，具體安裝地點(diǎn)如表1。

對(duì)應(yīng)系統(tǒng)一次接線如圖1所示。

為了保證故障錄波器在系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)能夠啟動(dòng)，錄波器啟動(dòng)值應(yīng)按小于最小短路電流來整定，對(duì)故障錄波器所在地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的位置進(jìn)行了短路電流的計(jì)算，按0.9倍的最小短路電流值來整定啟動(dòng)值，如表2所示。

表1 線路監(jiān)測點(diǎn)

2 系統(tǒng)功能

2.1 設(shè)備功能

分布式故障監(jiān)測系統(tǒng)主站軟件用于實(shí)時(shí)收集現(xiàn)場正常與短路故障數(shù)據(jù)，存庫、綜合分析和顯示報(bào)警。技術(shù)內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集、報(bào)警記錄、錄波記錄及分析、圖形操作功能、遠(yuǎn)程設(shè)置終端參數(shù)等。監(jiān)測終端由CPU板、AD采樣轉(zhuǎn)換板、GPRS通訊板和電源等部分組成。

2.2 系統(tǒng)通信

故障錄波器系統(tǒng)的系統(tǒng)通信是基于移動(dòng)通信公司GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）的VPN業(yè)務(wù)，即通過專線錄波器主機(jī)先同就近的基站連接，然后再通

過GPRS網(wǎng)絡(luò)同各個(gè)錄波器終端相連，這種方式(VPN)使系統(tǒng)具有高的通信可靠性。虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN：Virtual Private Network)技術(shù)是利用公共網(wǎng)絡(luò)來建立專用網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)層通過數(shù)據(jù)包封裝技術(shù)和密碼技術(shù)，使數(shù)據(jù)包在公共網(wǎng)絡(luò)中通過 “加密管道”傳播，從而在公共網(wǎng)絡(luò)中建立起安全的 “專用”網(wǎng)絡(luò)，極大的提高了系統(tǒng)安全性能。企業(yè)只需要租用本地的數(shù)據(jù)專線，連接上本地的Internet各地的機(jī)構(gòu)就可以互相傳遞信息，主機(jī)占有一個(gè)固定的IP地址，各個(gè)終端也都分配一個(gè)IP地址，這使得今后終端的擴(kuò)展十分容易，即裝即用。鏈接模式見圖2。

表2 故障錄波器錄波器啟動(dòng)值

圖1 系統(tǒng)一次接線

基于GPRS的VPN技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信速度方面以及安全性上完全滿足電力通信的要求，該技術(shù)可以有效降低網(wǎng)絡(luò)通信成本，有利于提高電力企業(yè)的管理效率，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 應(yīng)用實(shí)例

2008年8月28日16點(diǎn)29分14秒，東灘一線錄波器安裝點(diǎn)附近發(fā)生AB相(或AC相)兩相短路，短路兩相電流大增，對(duì)應(yīng)相電壓明顯降低。短路故障持續(xù)到約0.5秒時(shí)，東灘一線出線開關(guān)跳閘,切斷同羅廠變聯(lián)系，錄波器電流消失，見圖3。

由于短路故障仍然存在，錄波器記錄的電壓仍舊很低，又持續(xù)了約1.6秒，東灘電廠開關(guān)跳閘，至此東灘變母線電壓完全消失，見圖4。

圖2 鏈接模式示意圖

分析：

故障性質(zhì)：兩相短路故障；

故障地點(diǎn)：錄波器安裝地點(diǎn)附近(實(shí)際為東灘變母線故障)；

東灘一線跳閘時(shí)間 （包括開關(guān)動(dòng)作時(shí)間）：0.5秒；

東灘電廠跳閘時(shí)間：2.1秒（0.5秒+1.6秒）；

短路故障持續(xù)時(shí)間：2.1秒。

由于東灘變未安裝母差保護(hù)，故導(dǎo)致故障切除時(shí)間延長。

分析結(jié)果：

圖3 短路電流持續(xù)0.5秒后消失

圖4 電壓在電流消失后又持續(xù)1.5秒消失

錄波器動(dòng)作正常，為故障分析提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)束語

分布式GPRS監(jiān)測錄波與報(bào)警系統(tǒng)是以軟硬體結(jié)合的系統(tǒng)項(xiàng)目，具有國內(nèi)領(lǐng)先水平，用于遠(yuǎn)方監(jiān)測、記錄各個(gè)故障點(diǎn)及異常運(yùn)行發(fā)生前后的詳細(xì)信息，為電力系統(tǒng)事故記錄和分析提供了可靠的保證，涉及到電工電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，是電力檢測與通訊新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。