無(wú)人值守變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的研發(fā)

徐春雷，潘 梅，周 明，李志強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆 阿克蘇 843000)

無(wú)人值守變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的研發(fā)

徐春雷，潘 梅，周 明，李志強(qiáng)

(國(guó)網(wǎng)新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆 阿克蘇 843000)

針對(duì)某地區(qū)35 kV無(wú)人值守變電站由于長(zhǎng)期無(wú)人維護(hù)，通信系統(tǒng)極易出現(xiàn)故障的問(wèn)題，研制出一套遠(yuǎn)程重啟裝置，并并紹了該遠(yuǎn)程重啟裝置的設(shè)計(jì)和工作原理。此裝置不僅減少了人員維護(hù)成本，還提高了無(wú)人值守變電站的通信運(yùn)行穩(wěn)定性，為電網(wǎng)安全運(yùn)行和可靠供電提供了良好的技術(shù)保障。

無(wú)人值守；通信系統(tǒng)；遠(yuǎn)程重啟；運(yùn)行穩(wěn)定性；監(jiān)控力

0 引言

某地區(qū)78個(gè)35 kV變電站均為無(wú)人值守模式，對(duì)35 kV變電站3個(gè)月內(nèi)通信故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)造成通信設(shè)備故障的最主要原因是通信設(shè)備死機(jī)。對(duì)于此類故障，只需在通信中斷時(shí)重新對(duì)通信系統(tǒng)斷電再送電就可以順利消除。

以經(jīng)常發(fā)生通信系統(tǒng)死機(jī)的35 kV某變電站為例，當(dāng)調(diào)控中心發(fā)現(xiàn)該站數(shù)據(jù)不刷新時(shí)通知該站所屬運(yùn)維站，運(yùn)維人員花費(fèi)2.5 h趕赴現(xiàn)場(chǎng)(該站經(jīng)常在夜間發(fā)生故障)，一般5—10 min即可完成系統(tǒng)的重啟工作；在調(diào)控中心恢復(fù)對(duì)該站的監(jiān)控后，運(yùn)維人員再花費(fèi)2.5 h返回。這一過(guò)程耗時(shí)耗力，夜間往返現(xiàn)場(chǎng)也是對(duì)駕駛員安全駕駛的考驗(yàn)。

針對(duì)上述情況，如果在通信中斷的第一時(shí)間能遠(yuǎn)程對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行“斷電—送電”重啟，就可以大大縮短運(yùn)維檢修時(shí)間，提高供電可靠性。因此設(shè)計(jì)了一種以手機(jī)GSM卡為媒介的遠(yuǎn)程重啟裝置。它可以迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人值守變電站通信系統(tǒng)的重啟功能，從而大幅度縮短通信故障的消除周期，確保變電站的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行。

1 變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的設(shè)計(jì)

1.1 遠(yuǎn)程重啟裝置的設(shè)計(jì)方案

變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的設(shè)計(jì)方案如圖1所示。該方案借助于鑲嵌GSM接收器的智能控制系統(tǒng)及GSM通信設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)通信設(shè)備的“斷電—送電”過(guò)程。

當(dāng)通信中斷時(shí)，運(yùn)維人員(可以設(shè)置密碼，有權(quán)限的運(yùn)維人員才可以操控)通過(guò)發(fā)送短消息的方式控制通信設(shè)備電源的“斷電—送電”，迅速實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的重啟功能，提高供電可靠性。在GSM發(fā)射器中設(shè)置不同的密碼，智能控制系統(tǒng)中設(shè)置相對(duì)應(yīng)的密匙，就可以控制不同變電站內(nèi)的通信系統(tǒng)重啟，實(shí)現(xiàn)“一對(duì)N”的控制功能。

圖1 變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的設(shè)計(jì)方案

1.2 遠(yuǎn)程重啟裝置的電路設(shè)計(jì)

受到手機(jī)遠(yuǎn)程控制器的啟發(fā)，結(jié)合通信系統(tǒng)的供電情況，設(shè)計(jì)出通過(guò)發(fā)短信的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)通信設(shè)備電源進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的重啟裝置。此裝置利用手機(jī)GSM卡發(fā)信號(hào)來(lái)遠(yuǎn)程控制電源開關(guān)。

變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的電路拓?fù)淙鐖D2所示。圖2中的集成塊4013具有信號(hào)保持功能，因此通過(guò)GSM接收器接收短消息就可以實(shí)現(xiàn)控制繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，達(dá)到預(yù)期目的。微型變壓器起著轉(zhuǎn)化電壓的作用，微型變壓器輸出9 V交流電源，經(jīng)C1濾波后作為7805穩(wěn)壓芯片的輸入電源。其輸出為直流5 V，經(jīng)穩(wěn)壓濾波后提供給GSM接收器、集成塊4013及三極管9013。GSM接收器的作用是接收手機(jī)GSM卡發(fā)出的短消息，并轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的高低壓電平，控制三極管9012的導(dǎo)通和關(guān)斷。三極管9012的作用是給集成塊4013提供觸發(fā)脈沖，從而控制三極管的9013的導(dǎo)通和關(guān)斷，給繼電器KM線圈充電或斷電，使控制繼電器常閉觸點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)通信系統(tǒng)電源的重啟功能。

圖2 變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的電路拓?fù)?/p>

1.3 遠(yuǎn)程重啟裝置工作原理

正常情況下，繼電器線圈KM是失電的，常閉觸點(diǎn)一直處于閉合狀態(tài)。當(dāng)通信系統(tǒng)死機(jī)時(shí)，常閉觸點(diǎn)仍閉合，當(dāng)接收到通信故障的消息后，有授權(quán)權(quán)限的運(yùn)維人員遠(yuǎn)程使用手機(jī)GSM卡發(fā)送關(guān)閉電源的短信；當(dāng)重啟裝置上的GSM接收器接收到該短消息后，其輸出口3瞬間輸出1個(gè)低電平，三極管9012瞬間導(dǎo)通，給集成塊4013的3輸入口1個(gè)觸發(fā)脈沖，集成塊4013輸出端4輸出1個(gè)低電平，三極管9013導(dǎo)通，使繼電器線圈KM得電，KM常閉觸點(diǎn)狀態(tài)由閉合轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_并保持，通信系統(tǒng)電源斷開，實(shí)現(xiàn)了通信設(shè)備斷電的功能。當(dāng)運(yùn)維人員再次遠(yuǎn)程用手機(jī)GSM卡發(fā)送開啟電源的短信后，重啟裝置上的GSM接收器接收到該短消息，其輸出口3瞬間輸出1個(gè)低電平，三極管9012瞬間導(dǎo)通，給集成塊4013的3輸入口1個(gè)觸發(fā)脈沖，集成塊4013開始工作翻轉(zhuǎn)，輸出端3輸出1個(gè)高電平，使三極管9013關(guān)斷，繼電器線圈KM失電，其常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，通信系統(tǒng)電源重新接通，通信設(shè)備電源重啟成功。

2 變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的技術(shù)指標(biāo)

2.1 裝置技術(shù)指標(biāo)

(1) 電源電壓：AC 220 V/50 Hz。

(2) 峰值功率：小于5 000 W(功率可以根據(jù)需要拓展)。

(3) 適用范圍：變電站、機(jī)房、通信大樓、配電室等。

2.2 裝置使用注意事項(xiàng)

(1) 使用前確認(rèn)裝置電源為市電220 V。(2) 本裝置適合在常溫干燥的環(huán)境中使用。

3 變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置的應(yīng)用效果

2017-02-11T02：10，調(diào)度中心發(fā)現(xiàn)該35 kV變電站站內(nèi)數(shù)據(jù)不刷新后，電話告知當(dāng)值值班員。

(1) 使用傳統(tǒng)方式。2名運(yùn)維人員乘車需90 min，站內(nèi)重啟需5 min，數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)間共需95 min；再花費(fèi)90 min返程，直接可見成本中燃油費(fèi)200元。

(2) 使用遠(yuǎn)程重啟裝置。只需5 min恢復(fù)數(shù)據(jù)，大大縮短了故障消除周期，節(jié)省燃油費(fèi)200元，夜間出車風(fēng)險(xiǎn)由50 %降為0，由3人出工變成1人操作，減少用工量，增加社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益，提高了調(diào)度對(duì)站內(nèi)數(shù)據(jù)的監(jiān)控力。

4 結(jié)束語(yǔ)

變電站通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程重啟裝置構(gòu)思精巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，高效率地解決了35 kV無(wú)人值守變電站通信系統(tǒng)死機(jī)的問(wèn)題，大幅度縮短了通信系統(tǒng)死機(jī)故障消除周期，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性，同時(shí)它的“一對(duì)N”工作模式更給運(yùn)維人員帶來(lái)了極大的便利。

2017-06-02。

徐春雷(1987—），女，工程師，主要從事變電站變電工作，email：913432329@qq.com。潘 梅(1990—），女，助理工程師，主要從事電力行業(yè)基建專業(yè)工作。

周 明(1981—），男，高級(jí)工程師，主要從事變電運(yùn)維、生產(chǎn)運(yùn)行等工作。

李志強(qiáng)(1973—），男，高級(jí)工程師，主要從事電力行業(yè)管理工作。