智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的應(yīng)用與研究

馬小龍

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

在電力系統(tǒng)的發(fā)展下，人們的生活與工作越來越離不開電能，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。如何針對性地進(jìn)行故障的診斷與排除有助于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行。現(xiàn)在階段中，開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中非常重要的部件。在國家快速發(fā)展以及居民生活保障下，社會方面對供電可靠性的要求正在逐漸提高。在國家政府頒布的相關(guān)法規(guī)與政策中，超大規(guī)模的輸配電以及電網(wǎng)已經(jīng)被列入電力系統(tǒng)中的重要發(fā)展保障。開關(guān)柜的使用在電力系統(tǒng)中非常重要，其是電力系統(tǒng)中的重要部分，其安全性的使用受到了眾多各界人員關(guān)注。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計中可以看出，在不少發(fā)電公司中的開關(guān)柜都會存在一定故障發(fā)生的情況，這對于社會以及國家都造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失。這些故障的存在主要是因為兩個方面的原因，一方面，部分開關(guān)柜質(zhì)量上面存在問題導(dǎo)致了故障的產(chǎn)生。另一方面，對于開關(guān)柜使用來說，缺乏有效監(jiān)測手段，使得故障產(chǎn)生時不能及時進(jìn)行診斷，導(dǎo)致了問題的產(chǎn)生。如何利用智能在線檢測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的使用，將可以避免存在的經(jīng)濟(jì)損失?；诖耍疚膶χ悄茉诰€檢測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的溫度、放電測量等進(jìn)行準(zhǔn)確介紹，并對電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)與內(nèi)容進(jìn)行自動獲取，為電力行業(yè)中故障診斷提供借鑒與參考。

1 智能在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分

1.1 智能在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分簡介

當(dāng)前階段中，智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在使用的過程中主要是利用模塊化的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計，這一方面的使用具有清晰的思路、明確的目標(biāo)。在進(jìn)行開關(guān)柜故障的錯誤檢查、過程調(diào)試都具有較大優(yōu)勢，這一個系統(tǒng)的使用移植性與擴(kuò)充性都非常好。本文在進(jìn)行分析的過程中，采用對10kV智能在線開關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜作為研究對象，對其軟件的設(shè)計建立在模塊化的任務(wù)調(diào)度機(jī)制的基礎(chǔ)上面進(jìn)行研究，從而實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在系統(tǒng)中所具備的功能有系統(tǒng)初始值的設(shè)置、各種信號量的采集與處理、將各類監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、報警操作以及記錄以及處理后相關(guān)數(shù)據(jù)、故障信息等。

1.2 系統(tǒng)模塊介紹

為了滿足這一系統(tǒng)的要求，智能在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由六個部分所組成，其主要是主程序、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、報警模塊、故障診斷以及通信模塊。對于智能在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件主要部分內(nèi)容如下：（1）信息采集。智能在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，會有眾多的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，這些數(shù)據(jù)都是需要進(jìn)行采樣與存儲的，進(jìn)而方便之后相關(guān)人員的咨詢與使用。（2）數(shù)據(jù)的處理工作。數(shù)據(jù)在完成收集后需要對其進(jìn)行相應(yīng)的處理工作，這就對數(shù)據(jù)形成了一定的表現(xiàn)。通過處理后的數(shù)據(jù)可以使得工作人員更了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對可能存在的問題盡快進(jìn)行處理。（3）菜單操作。所謂的菜單操作主要是指智能在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行操作處理以及相應(yīng)的維修中，可能會導(dǎo)致主城粗的鍵盤中斷，這將給菜單操作帶來一定的作用，進(jìn)而需要對菜單進(jìn)行識別與操作。（4）通信處理。在進(jìn)行數(shù)據(jù)接受過程中，需要對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解釋與處理，從而對數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造和發(fā)送的信號進(jìn)行處理。

采用優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度具有較大的優(yōu)點，其是將一個具有獨(dú)立功能的任務(wù)作為模塊，其可以根據(jù)不同功能的需求進(jìn)行更改，對于相應(yīng)的程序也不用修改，只需要對其與修改下個聯(lián)系的地方進(jìn)行修改就行。因此，這在非常大的程度上不斷降低了軟件維護(hù)工作中的工作量，從而增強(qiáng)了程序使用中的可讀性與安全性。

2 相關(guān)原理

開關(guān)柜在進(jìn)行使用的過程中，溫度與放電情況與負(fù)載電壓、電流以及環(huán)境的因素具有十分密切的聯(lián)系。為了更好地進(jìn)行開關(guān)柜的判斷，通過智能在線監(jiān)測系統(tǒng)對外在因素進(jìn)行測量與判斷，獲得接口位置的電壓、電流等的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)，從而可以對開關(guān)柜的狀態(tài)進(jìn)行綜合分析狀況。比如，在每天同時間內(nèi)的接觸點溫度的變化情況，一定時間段內(nèi)的電流變化等進(jìn)行詳細(xì)了解。同時，在統(tǒng)一環(huán)境下的溫度與開關(guān)柜狀態(tài)之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，可以利用電流情況對溫度變化進(jìn)行分析，判斷其變化是否合理。開關(guān)柜在放電過程中其開關(guān)啟動與閉合所存在較大的差別。因此，在電力系統(tǒng)放電過程中需要對開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行判斷。同時，電力系統(tǒng)在放電的時候容易受到電壓、電流大小以及環(huán)境濕度的影響。接觸放電與溫度的變化也存在十分密切的關(guān)系。因此，基于智能在線監(jiān)測系統(tǒng)的開關(guān)柜的狀態(tài)進(jìn)行精確的分析與判斷。

當(dāng)前，我國的開關(guān)柜在進(jìn)行監(jiān)測過程中使用最多的就是對溫度進(jìn)行測量，且沒有針對開關(guān)柜的負(fù)載、環(huán)境等眾多因素進(jìn)行分析，對于電觸頭工作狀態(tài)不能進(jìn)行診斷。但是，采取智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的使用可以對溫度、濕度、電壓、電流等眾多因素進(jìn)行分析，對開關(guān)柜的狀態(tài)進(jìn)行整體了解，對電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況中可能存在的故障進(jìn)行綜合分析，將潛在的故障進(jìn)行及時診斷，避免重大問題的產(chǎn)生，避免經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的產(chǎn)生。

開關(guān)柜的智能化發(fā)展是時代的趨勢，智能在線監(jiān)測系統(tǒng)可以對電力系統(tǒng)中開關(guān)柜的使用進(jìn)行保護(hù)、控制與監(jiān)視，也可以對運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析，進(jìn)而實現(xiàn)內(nèi)部與外部信息之間的溝通，在最大程度上滿足系統(tǒng)集成中的相關(guān)需求。

3 系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)原理及功能

3.1 紫外電弧光傳感技術(shù)

這一項技術(shù)的使用在進(jìn)行研究的過程中利用紫外傳感器進(jìn)行探測，其是智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中使用的重點，其可以對電力系統(tǒng)中放電情況下的紫外線輻射情況進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確的監(jiān)測與判斷。

3.2 電弧光超聲探測技術(shù)

這一技術(shù)在使用的過程中是智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中所研究的重點。這一技術(shù)在使用過程中主要是通過開關(guān)柜的放電情況進(jìn)行分析，從而對運(yùn)行狀態(tài)中的超聲音頻進(jìn)行采集與處理，為故障產(chǎn)生與故障判斷提供相關(guān)依據(jù)。

（1）無線溫度測量與傳感器組網(wǎng)技術(shù)。這一技術(shù)在研究過程中主要是針對電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的低功耗情況進(jìn)行研究，從zigbee的無線測溫技術(shù)進(jìn)行出發(fā)，結(jié)合無線傳感組網(wǎng)、路由、協(xié)調(diào)等眾多方面的技術(shù)進(jìn)行分析與研究，進(jìn)而更好地了解智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的使用。

（2）SCADA系統(tǒng)的接口技術(shù)。這一技術(shù)的使用在進(jìn)行研究過程中主要是針對通訊協(xié)議等方面進(jìn)行分析，從而進(jìn)行信息的獲取、收集、分析與處理等。

（3）開關(guān)柜狀態(tài)的評價判斷。通過這一個技術(shù)的使用主要可以獲取到溫度、紫外線數(shù)據(jù)、濕度、溫度、電流等情況進(jìn)行綜合性分析，從而在各種數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上面得出開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。

從以上三種技術(shù)進(jìn)行分析后可以進(jìn)行開關(guān)據(jù)的設(shè)計，從而可以對電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行綜合性評判，將故障數(shù)據(jù)進(jìn)行正確診斷?；谥悄茉诰€監(jiān)測系統(tǒng)開關(guān)柜可以實現(xiàn)對開關(guān)柜的正確診斷與分析。就目前階段來說，開關(guān)柜數(shù)量非常多，由于開關(guān)柜所引起的故障也相對較多，采用三種技術(shù)綜合可以有效將故障進(jìn)行充分分析，進(jìn)而將運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，對所獲得相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而最大程度降低故障發(fā)生率，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

4 結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)在人們生活與工作中的地位越來越重要，如何保證電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行十分重要。開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測是十分重要的。在如今智能化時代中，智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的使用將成為一個趨勢。本文針對智能在線監(jiān)測系統(tǒng)在開關(guān)柜中的應(yīng)用與研究展開闡述，從其基本理論與相關(guān)技術(shù)上面的使用進(jìn)行分析，從而更好地保障開關(guān)柜的使用，保證電力運(yùn)行狀態(tài)中的穩(wěn)定性、安全性與可靠性，為電力企業(yè)帶來更高的社會利益與經(jīng)濟(jì)利益。