農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)探討

張杰

摘要：農(nóng)村配電網(wǎng)工程是我國(guó)配電網(wǎng)工程的重要組成部分。目前，我國(guó)的農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備在遠(yuǎn)程故障診斷方面仍然存在很多的問(wèn)題亟需解決。筆者主要是結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷中存在的問(wèn)題展開(kāi)討論，并對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電的遠(yuǎn)程故障診斷以及監(jiān)控提出了相應(yīng)的解決方案，供相關(guān)工作者參考。

關(guān)鍵字：農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備；遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)；問(wèn)題；解決方案

引言

近年來(lái)，隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化水平的逐漸加快，農(nóng)網(wǎng)配電的結(jié)構(gòu)以及規(guī)模都有了非常大的進(jìn)步。農(nóng)網(wǎng)配電遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)是農(nóng)網(wǎng)配電工程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其關(guān)系到農(nóng)網(wǎng)配電的安全穩(wěn)定運(yùn)行。農(nóng)網(wǎng)配電遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)上的缺陷對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電的發(fā)展也產(chǎn)生了非常大的阻礙作用，只有將這一問(wèn)題解決才能提高農(nóng)網(wǎng)配電的運(yùn)行質(zhì)量。

1農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備故障診斷存在的問(wèn)題

1.1配電設(shè)備故障診斷反應(yīng)遲緩

目前，農(nóng)村智能公用配變采集數(shù)據(jù)、剩余電流動(dòng)作保護(hù)器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等都是使用農(nóng)網(wǎng)公變側(cè)用電采集終端進(jìn)行收集，并通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳送。但實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)該終端只能傳送數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)據(jù)分析與故障研判功能。而且相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，農(nóng)村用電采集終端在線(xiàn)率99.3%，數(shù)據(jù)傳送完整率99.05%，故障率0.56%，這就會(huì)使得在日常的數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)生數(shù)據(jù)傳送遲緩或者丟失的情況。另外，現(xiàn)投入使用的各監(jiān)控系統(tǒng)雖然有短信發(fā)送功能，但該功能是用電采集終端數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控系統(tǒng)，然后由監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再給出疑似故障事件，然后執(zhí)行短信發(fā)送，所以該終端存在著無(wú)故障研判和預(yù)警事件傳送遲緩問(wèn)題。

1.2低壓側(cè)進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)表面溫度無(wú)監(jiān)控

根據(jù)以往配電搶修記錄以及班組備品備件的出庫(kù)數(shù)量統(tǒng)計(jì)來(lái)看，目前，農(nóng)村配網(wǎng)低壓側(cè)進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)表面無(wú)溫度監(jiān)控是遠(yuǎn)程故障診斷的重要阻礙。在實(shí)際應(yīng)用中低壓側(cè)進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)因螺絲松動(dòng)、電擊和電流過(guò)大引起接頭部位發(fā)熱并燒壞配電設(shè)備事故較高，因無(wú)提前預(yù)警功能，每遇到此類(lèi)故障，一般是整條低壓進(jìn)出導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)報(bào)廢。

1.3電纜溝無(wú)自動(dòng)排水系統(tǒng)

實(shí)踐表明，由于電纜溝無(wú)自動(dòng)排水系統(tǒng)，導(dǎo)致遇大雨天氣時(shí)，積水排出困難，使得城市環(huán)網(wǎng)站內(nèi)澇受淹，農(nóng)村地勢(shì)低洼地區(qū)配電房進(jìn)水嚴(yán)重。這將會(huì)對(duì)用戶(hù)的用電情況產(chǎn)生極大的影響。

2配電設(shè)備故障診斷解決方案與實(shí)現(xiàn)

2.1低壓配電柜短信終端設(shè)計(jì)

低壓配電柜短信終端通過(guò)串行通信及數(shù)據(jù)采集模塊交替讀取農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備上安裝的各種傳感器及測(cè)量?jī)x表的檢測(cè)數(shù)據(jù)，將所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在相應(yīng)的Flash存儲(chǔ)器中，經(jīng)CPU處理器對(duì)這些存儲(chǔ)的各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)閾值進(jìn)行運(yùn)算和對(duì)比，超過(guò)閾值時(shí)則進(jìn)入故障診斷程序進(jìn)行分析和判斷，達(dá)到疑似故障條件后產(chǎn)生報(bào)警信息，并通過(guò)GSM和GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊完成數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送。低壓配電柜短信終端示意圖如下圖1所示。

2.2 無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送設(shè)計(jì)

無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳送設(shè)計(jì)主要是農(nóng)網(wǎng)配單設(shè)備的短信終端，其SIM卡由省級(jí)電力公司統(tǒng)一分配的IP地址進(jìn)行捆綁，最大化的滿(mǎn)足信息安全管理的要求。然后以15min為間隔交替經(jīng)GPRS模塊上傳正常的采集數(shù)據(jù)，傳送經(jīng)SIM卡發(fā)送→無(wú)線(xiàn)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商→省公司專(zhuān)用APN網(wǎng)絡(luò)→內(nèi)網(wǎng)→智能低壓配電設(shè)備故障診斷及運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。而GSM模塊的短信不傳送正常數(shù)據(jù)，但可以通過(guò)編輯短信，按需進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)，在運(yùn)行過(guò)程中如遇報(bào)警信息，短信終端則根據(jù)故障診斷程序給出的配電設(shè)備疑似故障類(lèi)型、故障點(diǎn)位置和相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)GSM和GPRS雙通道同步實(shí)時(shí)傳遞，該方法可以有效解決農(nóng)村地區(qū)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)發(fā)生的報(bào)警信息在傳送過(guò)程中的丟失問(wèn)題。

2.3疑似故障診斷程序設(shè)計(jì)

在短信終端CPU處理器內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的故障診斷預(yù)警、故障診斷告警以及隔離和故障點(diǎn)自愈等三個(gè)故障診斷程序，若符合疑似故障診斷的條件則進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)及剔除分析方法的故障分析和判斷。該方法可以提高各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送可靠性，減少GPRS數(shù)據(jù)傳送流量，增強(qiáng)配電設(shè)備的故障診斷準(zhǔn)確率，避免疑似故障報(bào)警信息重復(fù)發(fā)送。

3農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備監(jiān)控裝置解決方案與實(shí)現(xiàn)

3.1導(dǎo)線(xiàn)與電纜線(xiàn)表面溫度監(jiān)控裝置

對(duì)導(dǎo)線(xiàn)以及電纜線(xiàn)表面的溫度進(jìn)行監(jiān)控主要是利用RTO熔斷器，在其與每條低壓出線(xiàn)回路各相導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)連接處下方5cm處加裝通過(guò)耐高溫尼龍?jiān)鷰Ю壍腜t100鉑熱電阻溫度傳感器，然后使用耐高溫硅橡膠護(hù)套加以保護(hù)，各溫度傳感器則與溫度巡回檢測(cè)儀ID通道編號(hào)對(duì)應(yīng)建立連接，由溫度巡回檢測(cè)儀完成模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及LCD屏輪顯實(shí)測(cè)溫度數(shù)據(jù)，最后將帶ID通道編號(hào)的數(shù)值數(shù)據(jù)經(jīng)RS485輸入傳送至短信終端RS485-2端口輸入。短信終端根據(jù)10s每個(gè)通道實(shí)測(cè)循環(huán)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)設(shè)溫度預(yù)（告）警閾值對(duì)比，遇超預(yù)警閾值時(shí)進(jìn)入計(jì)數(shù)運(yùn)算判據(jù)程序，根據(jù)判據(jù)給定關(guān)系，觸發(fā)短信終端GPRS和GSM模塊發(fā)送上報(bào)事件及短信。當(dāng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)超告警閾值時(shí)，除執(zhí)行以上通訊外，短信終端同時(shí)經(jīng)控制器發(fā)送對(duì)應(yīng)ID號(hào)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器分離指令，從而實(shí)現(xiàn)臨近燒毀導(dǎo)線(xiàn)或電纜線(xiàn)的低壓供電回路故障隔離。其自愈技術(shù)主要是針對(duì)實(shí)測(cè)溫度下降值預(yù)警閾值30%以下的情況，在這種情況下，短信終端會(huì)發(fā)送剩余電流動(dòng)作保護(hù)器合閘指令，進(jìn)入試送電一次，如果實(shí)測(cè)溫度上升速度在3min以?xún)?nèi)達(dá)到告警閾值時(shí)，再次發(fā)送剩余電流動(dòng)作保護(hù)器分離指令，同時(shí)將告警信息傳送出去。

3.2電纜溝自動(dòng)排水裝置

電纜溝自動(dòng)排水裝置對(duì)于應(yīng)對(duì)雨天積水對(duì)電纜線(xiàn)的破壞具有非常顯著的作用。電纜溝自動(dòng)排水裝置主要設(shè)有下（上）水位兩組傳感器（又稱(chēng)浮子式磁性液位傳感器）、短信終端、剩余電流動(dòng)作保護(hù)器、40A交流接觸器、電纜溝積水槽和潛水泵。當(dāng)下水位傳感器開(kāi)關(guān)量閉合時(shí)，短信終端立即啟動(dòng)故障診斷程序，在滿(mǎn)足計(jì)數(shù)與排除法判斷后，產(chǎn)生預(yù)警信息，并通過(guò)GPRS和GSM無(wú)線(xiàn)通訊傳送，同時(shí)閉合短信終端內(nèi)置繼電器，K4與K5通電，40A交流接觸器線(xiàn)圈得電，動(dòng)觸頭系統(tǒng)吸合，潛水泵開(kāi)始工作。當(dāng)下水位傳感器開(kāi)關(guān)量分離，再根據(jù)計(jì)數(shù)與排除法判斷滿(mǎn)足條件后斷開(kāi)繼電器，潛水泵停止工作。如果水位繼續(xù)上升，上水位傳感器開(kāi)關(guān)量閉合，由短信終端發(fā)送告警信息的同時(shí)發(fā)送斷開(kāi)所有剩余電流動(dòng)作保護(hù)器和切除智能電容器投運(yùn)指令，從而實(shí)現(xiàn)低壓配電柜從交流接觸器觸頭系統(tǒng)下方部分失電，為搶修人員趕到現(xiàn)場(chǎng)組織搶修爭(zhēng)取時(shí)間。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家在農(nóng)網(wǎng)配電上的投入不斷加大，農(nóng)網(wǎng)配電遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的發(fā)展是農(nóng)網(wǎng)配電安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。為滿(mǎn)足農(nóng)村的用電需求，提高農(nóng)網(wǎng)配電的供電水平，相關(guān)單位必須要加大故障診斷以及監(jiān)控技術(shù)的投入，從而保證供電質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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