一種快速判斷開關(guān)回路故障范圍的智能終端的研制

樊國盛 梅成高 韓莎 祝遠來

摘要：目前，由于早期的變電站開關(guān)的操作機構(gòu)和回路元件老化，容易發(fā)生開關(guān)機構(gòu)故障、分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、操作回路異常等故障現(xiàn)象，當開關(guān)操作失敗后，需要保護、開關(guān)檢修兩個專業(yè)的人員趕到現(xiàn)場進行檢修，再根據(jù)排查結(jié)果對故障范圍進行討論判斷分析，導致停電檢修時間長，且耗費大量人力、物力，影響恢復(fù)供電的及時性。針對開關(guān)控制回路斷線的問題，研究了一種能快速判斷開關(guān)控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時間，節(jié)省現(xiàn)場維護的人力、物力，還能實現(xiàn)遠方監(jiān)視判斷。

關(guān)鍵詞：開關(guān)回路;快速判斷;故障判斷;設(shè)備檢修

1? ? 現(xiàn)狀分析

電力系統(tǒng)的供電保障有著極其重要的意義，如果說停電是在所難免的，那么停電故障的排除就有著非同尋常的作用?？焖倥懦收希M早恢復(fù)供電，是電力行業(yè)一直努力的方向。隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，故障排除工作中逐步導入了新技術(shù)和新型設(shè)備。新技術(shù)的應(yīng)用，對快速排除故障起到了非常重要的作用。

在早期的變電站開關(guān)設(shè)備中，元件老化，故障較多，但不能立即完成換型改造，需結(jié)合經(jīng)濟投資或停電難易進行改造，所以給日常運行維護帶來了極大的不便，但我們可以從技術(shù)上優(yōu)化故障消缺時間。鑒于此，在充分總結(jié)實際經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一套開關(guān)控制回路斷線故障快速判斷智能終端，解決了開關(guān)設(shè)備故障判斷的問題，為檢修工作贏得了時間。

2? ? 研究目的和必要性

在變電站設(shè)備的實際維修過程中，回路元件老化是難免的，由此而引起的故障包括分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、開關(guān)機構(gòu)失靈以及其他回路故障等。當開關(guān)操作失敗后，需派一次、二次兩個專業(yè)的維修人員去現(xiàn)場檢查，盡快處理消缺，恢復(fù)停送電。兩個專業(yè)的維修人員在各自的專業(yè)范圍內(nèi)，各自去分析判斷故障范圍，交流對于故障原因的看法。由于專業(yè)水平的高低不同，這種現(xiàn)場交流會有種種問題出現(xiàn)，從而延長了故障排除時間。特別是對于那些故障點不明顯、不確定的問題，常常需要長時間的排查和討論分析才能得出結(jié)論，導致停電檢修時間長，且耗費大量人力、物力，從而影響恢復(fù)供電的及時性。停電時間的延長，不但增加了經(jīng)濟上的損失，也會帶來一些不好的社會影響。所以，縮短停電時間，加強供電保障，是電力人多年來的努力方向。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，對于這樣延遲時間還沒有解決的問題，必須開發(fā)出新的技術(shù)來解決。

針對開關(guān)控制回路斷線的問題，我們研究了一種能快速判斷開關(guān)控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時間，節(jié)省現(xiàn)場維護的人力、物力。在智能終端的幫助下，一般的專業(yè)人員就能快速判斷故障部位，從而盡早排除故障，甚至無需兩個專業(yè)的維修人員到場，只需一個專業(yè)人員就能解決問題。

3? ? 快速判斷的實現(xiàn)方式

這個智能終端是采集合閘和分閘出口處端子的電壓，根據(jù)電壓變化的情況，判斷故障的部位和大致范圍（圖1）。當開關(guān)操作失敗時，若想分閘或合閘的出口端子為正電，正電進入智能終端，可分析判斷出斷路器操作機構(gòu)箱內(nèi)二次回路故障，僅需一次開關(guān)檢修人員趕赴現(xiàn)場處理;若想分閘或合閘的出口端子為負電，負電進入智能終端，僅需二次檢修人員現(xiàn)場檢查保護裝置操作箱或至斷路器操作機構(gòu)二次回路。

這個終端采用以太網(wǎng)連接線，連接開關(guān)設(shè)備和后臺監(jiān)控器進行遠方監(jiān)視判斷（圖2）。必要時，可以連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離沒有限制。智能終端運行LINUX系統(tǒng)，功能擴展方便，互聯(lián)網(wǎng)功能強大，數(shù)據(jù)傳輸快速、準確。路由器可以連接局域網(wǎng)，也可以連接互聯(lián)網(wǎng)。由于LINUX系統(tǒng)的強大網(wǎng)絡(luò)功能，這些連接都很方便、快速、準確。

圖2中，光耦接收到正的或負的電壓時，光耦副邊導通，信號傳輸給LINUX主板，主板分析判斷后，將信號傳輸給以太網(wǎng)端口。后臺監(jiān)控設(shè)備可以放在任何一個有互聯(lián)網(wǎng)的地方，當需要互相交流時，這就顯得格外方便實用了。交流故障維修信息，對于提高維修水平具有積極作用，特別是和設(shè)備的生產(chǎn)廠家及設(shè)備高級專業(yè)維修人員交流時，這個聯(lián)網(wǎng)功能就更加重要。高級專業(yè)維修人員指導一般維修人員去排除故障，這在實際工作中所起的作用非常大。有了聯(lián)網(wǎng)的功能，可以讓任何人在任何地方去查看設(shè)備的故障信息。由后臺監(jiān)控得到的信息，基本可以初步確定故障原因和大致范圍。如果有錄波信息，還可以查看錄波信息，對于故障的判斷就更加準確了。有了這個初步的判斷，派去現(xiàn)場的人員就會有針對性，不會浪費人力資源和設(shè)備資源。

4? ? 結(jié)語

總之，開關(guān)控制回路斷線故障快速判斷智能終端的開發(fā)成功，為變電站的設(shè)備維修提供了一種簡單快速的輔助裝置，極大地提高了維修效率，減少了維修人員工作量，有效集中了維修資源，為快速協(xié)同分析設(shè)備故障提供了一個很好的解決方案;而LINUX系統(tǒng)強大的聯(lián)網(wǎng)功能，為將來的功能擴展和更多設(shè)備綜合聯(lián)網(wǎng)提供了良好的基礎(chǔ)?？傊撝悄芙K端的研發(fā)為電力行業(yè)整體維修水平的提高做出了積極貢獻。

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收稿日期：2019-12-10

作者簡介：樊國盛（1986—），男，貴州興義人，高級工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動。