變電站線路事故跳閘遠(yuǎn)程報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

呂菊平

摘要：單片機(jī)技術(shù)發(fā)展前景較好、技術(shù)穩(wěn)定、價(jià)格低廉、兼容性佳，而且其內(nèi)部硬件資源結(jié)構(gòu)較佳、I/O端口較多且容量比較大，所以本文以某供電企業(yè)為例分析，然后明確了變電站線路事故跳閘遠(yuǎn)程報(bào)警裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用要點(diǎn)，主要目的為及時(shí)檢測故障點(diǎn)，借助I/O端口發(fā)送信息、接收信息，為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電能，滿足用戶的用電需要。

關(guān)鍵詞：變電站;線路事故;跳閘;遠(yuǎn)程報(bào)警;裝置設(shè)計(jì)

一、變電站線路事故案例情況分析

以某縣級供電企業(yè)為例進(jìn)行分析，為35kV無人值守變電站，其電力設(shè)施為主要部分，10kV配電網(wǎng)監(jiān)控的信息量比較大，而且通過信息分類管理、分層管理、分屏管理等處理。事故跳閘報(bào)警、異常信息報(bào)警不能很好的區(qū)分，電網(wǎng)事故信息附帶及次要信息淹沒問題比較常見，且會(huì)使得較多信息誤報(bào)、漏報(bào)及錯(cuò)報(bào)等，這時(shí)必然會(huì)對相關(guān)監(jiān)控人員造成直接影響，不能及時(shí)準(zhǔn)確評判跳閘事故、及時(shí)上報(bào)運(yùn)維班組工作人員及時(shí)采取對應(yīng)的措施處理問題，從而引發(fā)大面積長時(shí)間停電的現(xiàn)象。如此一來，不但會(huì)對正常生產(chǎn)、用戶生活構(gòu)成不利的影響，同時(shí)不能確保社會(huì)的安定，會(huì)在不同程度上增加用戶投訴的概率。通過研究發(fā)現(xiàn)2016年一年內(nèi)礦區(qū)供電分公司10kV配電故障次數(shù)總計(jì)210次，其中漏報(bào)、誤報(bào)分別為15次、66次。運(yùn)維班前往管轄站最大范圍為55km，所以誤報(bào)漏報(bào)情況的發(fā)生要求相關(guān)工作人員前往站內(nèi)對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行巡查，此時(shí)必然會(huì)加大巡線人員的工作量、工作壓力，以及供電企業(yè)成本，并會(huì)對供電企業(yè)供電的安全性、穩(wěn)定性，乃至公司生產(chǎn)和經(jīng)營等多個(gè)方面構(gòu)成嚴(yán)重威脅，所造成的影響無法估量、需引起重視。

需要注意的是，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可在SDH之上完善的IP技術(shù)機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括核心層、匯聚層、接入層幾個(gè)部分，經(jīng)對不同管轄站設(shè)備排查發(fā)現(xiàn)，遙信信號(hào)抗干擾能力較弱，斷路器設(shè)備輔助觸點(diǎn)操作后易受到振動(dòng)因素所影響，產(chǎn)生輔助觸點(diǎn)接觸不良的狀況。與此同時(shí)，設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行的過程會(huì)發(fā)生通信網(wǎng)關(guān)、通信雙絞線插頭氧化等相關(guān)故障問題，而這也是導(dǎo)致測控裝置間隔通信中斷、路由器——光端機(jī)光纖衰耗的基本原因。上述情況下還會(huì)造成監(jiān)控信息漏誤報(bào)及頻報(bào)的狀況，因調(diào)度監(jiān)控中心可對不同管轄站設(shè)備加以監(jiān)視、控制，故此若沒有實(shí)現(xiàn)調(diào)度、供電部門間信息共享，則不能加強(qiáng)聯(lián)系、溝通，會(huì)使得停電線路無法在第一時(shí)間得到有效處理，從而加大故障范圍并致使設(shè)備受損程度嚴(yán)重。

二、變電站線路事故跳閘遠(yuǎn)程報(bào)警裝置設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

其一，該裝置主要包括：10kV配電網(wǎng)事故跳閘信號(hào)屏、PC服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，系統(tǒng)分析又可分為后臺(tái)任務(wù)、事件導(dǎo)出，其中后臺(tái)任務(wù)重點(diǎn)負(fù)責(zé)采集后臺(tái)數(shù)據(jù)，經(jīng)HSDA接口、TSDA接口采集事故跳閘信號(hào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)處理、儲(chǔ)存器，以及通信和GSM等模塊處理。軟件架構(gòu)有前臺(tái)展示、后臺(tái)任務(wù)部分，使用遠(yuǎn)程對象調(diào)用技術(shù)、Java數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的效果。

其二，采用數(shù)據(jù)處理模塊可對接收的數(shù)據(jù)信號(hào)加以評判，在此之后經(jīng)串口——GSM模塊發(fā)送高電平，利于技術(shù)讀取SIM信息、于手機(jī)發(fā)送報(bào)警信息。報(bào)警存在移動(dòng)、聯(lián)通2種發(fā)送形式，能夠減少漏發(fā)問題的發(fā)生。報(bào)警信息發(fā)送至值班人員手機(jī)、10kV配電網(wǎng)事故跳閘信號(hào)屏，可以清晰的觀察到不同配電線路事故跳閘系統(tǒng)狀態(tài)，相關(guān)工作人員經(jīng)信號(hào)屏或是手機(jī)，均可對某一路事故跳閘進(jìn)行客觀評判，以此使得值班人員在第一時(shí)間準(zhǔn)確掌握變電站相關(guān)信息，對輸電線路故障所致停電事故作以處理。變電站10kV配電線路運(yùn)行事故跳閘信號(hào)屏，應(yīng)用的為鋁合金型材，信號(hào)屏單元有邊框、PCB面板，以及彩印設(shè)備線路圖層、跳閘指示燈等。其中邊框?yàn)榫G合彩材質(zhì)、四周存在卡條，系統(tǒng)圖層方面會(huì)使用印刷的形式進(jìn)行制作;而一次系統(tǒng)圖存在開關(guān)可發(fā)揮雙色LEF燈的作用，設(shè)備線路運(yùn)行良好呈“紅色”、事故跳閘顯示“綠色”。邊框、面板間布設(shè)了能夠拆卸的結(jié)構(gòu)，鋁合金邊框表面能使用電鍍技術(shù)工藝，四周使用平開斷料呈斜角切割對接，斷料儲(chǔ)存誤差<1.8mm，以橫豎桿螺絲進(jìn)行連接即可。屏面為變電站一次設(shè)備系統(tǒng)10kV配電線路、分布層數(shù)為2層，板面安裝可通過自扣式連接口、螺栓保持連接的狀態(tài)，不但能對板面加以調(diào)節(jié)，而且屏面件能夠借助固定插槽方式安裝，如此利于顯示元件雙色LEF燈光，屏面斷路器LED燈均設(shè)置為一次設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)顯示出變電站不同線路開關(guān)運(yùn)行的狀態(tài)。除此之外，燈體面、屏體處于相同平面，為紅燈/綠燈的狀態(tài)，系統(tǒng)控制電路應(yīng)用的為16位單片機(jī)，有助于確保事故處理的效率，減輕工作人員的工作量。

三、變電站線路事故跳閘遠(yuǎn)程報(bào)警裝置的應(yīng)用

首先，在分閘前5s有無發(fā)生安全事故加以了解，若是未觀察到異常則為正常分閘;對分閘后10d有無產(chǎn)生合閘情況進(jìn)行分析，未見合閘即為故障跳閘，發(fā)生合閘則應(yīng)該對是否分閘作以研究，如果為未分閘的狀態(tài)表示重合成功，反之為分閘重合不成功。這時(shí)，建議將重合不成功故障跳閘信號(hào)，借助GSM模塊的作用發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以此確保故障跳閘、操作分閘識(shí)別工作效率，故障判定的時(shí)間控制在2min左右。同時(shí)需及時(shí)自動(dòng)記錄事故跳閘事故相關(guān)信息，將時(shí)間存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。其次，遵循保護(hù)規(guī)則庫要求進(jìn)行記錄、報(bào)警處理，斷路器分閘、存在保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，即可判定為故障跳閘;一段時(shí)間內(nèi)斷路器重復(fù)分合閘，對反復(fù)動(dòng)作加以保護(hù)，能夠評判為檢修調(diào)試;若存在開關(guān)信號(hào)、沒有保護(hù)信號(hào)，則為正常分閘;RTU保護(hù)動(dòng)作存在保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，表示故障跳閘;站內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)斷路器分閘情況，能同時(shí)保護(hù)信號(hào)動(dòng)作代表無故障;一段時(shí)間站內(nèi)有較多斷路器合閘、沒有保護(hù)動(dòng)作，可以評判為接地試?yán)o故障。其三，系統(tǒng)控制電路通過單片機(jī)、時(shí)鐘，以及復(fù)位、存儲(chǔ)器和事故跳閘指示燈等模塊構(gòu)成。MA232構(gòu)成了全雙工串行通信電路RXD端口、TXD端口，連接單片機(jī)I/O 10接口、I/O 11接口經(jīng)計(jì)算機(jī)連接，如此利于很好的顯示出變電站10kV線路事故跳閘信號(hào)，及時(shí)查詢、打印報(bào)表相關(guān)信息，具有操作簡便、成本低、不需維修等方面優(yōu)勢。應(yīng)用電腦軟件對遠(yuǎn)端管理監(jiān)控效果較好，因而能夠?qū)⒐緝?nèi)網(wǎng)安全管理系統(tǒng)終端管理、 網(wǎng)絡(luò)管理融合，達(dá)到集中遠(yuǎn)程監(jiān)督、控制的目的，變電站/調(diào)度中心電力自動(dòng)化系統(tǒng)、連接相聯(lián)系起來，有助于獲得數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的效果。其四，語音報(bào)警器編程語音模塊通過AD語音報(bào)警模塊構(gòu)成，該模塊應(yīng)答音頻文件處于TF卡根目錄，語音文件返回命名后TF卡、單片機(jī)會(huì)選用二線串口的凡是通信，和P0.3和P0.4引腳進(jìn)行連接。值得一提的是，這一模塊作為能反復(fù)擦寫語音內(nèi)容大容量存儲(chǔ)模塊，利于自動(dòng)識(shí)別語音文件，最多能夠存放500段以上的語音。單片機(jī)使用CLK時(shí)鐘、DI數(shù)據(jù)線發(fā)送數(shù)據(jù)，旨在對模塊加以嚴(yán)格的管控，單片機(jī)發(fā)送音頻地址后就可以觸發(fā)音頻。

不同音頻地址、命令碼、內(nèi)容情況分析：（1）命令碼0x0001、語音地址1，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放首段語音、0001街王莊042.ad4;（2）命令碼0x0002、語音地址2，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第二段語音、0002二社038.ad4;（3）命令碼0x0003、語音地址3，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第三段語音、0003馬莊036.ad4;（4）命令碼0x0004、語音地址4，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第四段語音、0004北陽臺(tái)032.ad4;（5）命令碼0x0005、語音地址5，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第五段語音、0005園區(qū)033.ad4;（6）命令碼0x0006、語音地址6，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第六段語音、0006煤化035.ad4;（7）命令碼0x0007、語音地址7，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第七段語音、0007寶峰037.ad4;（8）命令碼0x0008、語音地址8，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第八段語音、0008彭楠041.ad4;（9）命令碼0x0009、語音地址9，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第九段語音、00091號(hào)接地變032.ad4;（10）命令碼0x0010、語音地址10，觸發(fā)狀態(tài)、文件名分別為：播放第十段語音、0010 2號(hào)接地變033.ad4。通過改造發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測能力得以提高，不會(huì)受到活動(dòng)范圍所影響，特別為無人變電站用戶能在較短時(shí)間響應(yīng)，能縮短停電時(shí)間、確保配電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，同時(shí)節(jié)省維修的費(fèi)用。

結(jié)束語：

變電站線路事故跳閘遠(yuǎn)程報(bào)警裝置的應(yīng)用，能及時(shí)采集無人變電站終端跳閘事故信息，作以監(jiān)控、分析和記錄等處理，便于運(yùn)維人員、線路班組人員在第一時(shí)間處理事故問題。如此一來，可降低值班人員的工作壓力，提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性，同時(shí)利于減少人力資源、物力資源、財(cái)力資源的投入，更好的維護(hù)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，滿足人們的用電需求。

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