農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)實(shí)施探析

李建良

摘要：農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備故障無法及時(shí)預(yù)警、無法及時(shí)掌握故障信息易造成停電時(shí)間延長、擴(kuò)大故障范圍等狀況，因此實(shí)施遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)十分必要，通過于配電設(shè)備上加裝測(cè)量元件、傳感器等裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控配電設(shè)備情況，可及時(shí)接受故障信息，減少大范圍停電等事件的發(fā)生。本文首先闡述對(duì)實(shí)施農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的價(jià)值，隨后分析如何實(shí)施農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備;遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng);實(shí)施

前言：隨著科技的進(jìn)步及社會(huì)的發(fā)展，一些智能設(shè)備逐漸投入農(nóng)網(wǎng)改造中。從農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況來看，其存在一些問題，如配變側(cè)電力電纜接頭過熱極易引發(fā)火災(zāi)，易產(chǎn)生大面積停電現(xiàn)象;低洼地區(qū)配電房易發(fā)生燒毀、積水等事故等，以上問題均暴露出當(dāng)下農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備信息傳遞滿、難以精準(zhǔn)定位事故位置等缺陷，使得檢修人員不得不逐步排查故障點(diǎn)，工作量較大、需花費(fèi)較長時(shí)間，會(huì)造成停電時(shí)間延長。因此，實(shí)施農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)意義重大。

一、農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)實(shí)施的價(jià)值

第一，使巡視人員安全風(fēng)險(xiǎn)有所降低。于改造期間，自動(dòng)無功補(bǔ)償測(cè)控裝置、溫度巡回檢測(cè)儀等均應(yīng)用超過4.5寸的LED顯示屏，并且其均被安裝在配電設(shè)備表面，巡檢人員巡檢期間可直接通過顯示屏了解配電設(shè)備情況，無需打開柜門，此項(xiàng)舉措有效使巡檢人員的安全風(fēng)險(xiǎn)得以有效降低，并且以往僅憑目測(cè)難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)的早期故障也可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，有效提升了巡檢效率。第二，降低運(yùn)檢人員工作量。通過內(nèi)網(wǎng)配電設(shè)備安裝的多種傳感器可對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，并且通過故障診斷程序可實(shí)現(xiàn)高效診斷、發(fā)布故障診斷結(jié)果，從而有效縮短查找故障點(diǎn)以及搶修反應(yīng)的時(shí)間。第三，降低電力企業(yè)的搶修費(fèi)用。供電回路隔離、自愈技術(shù)的應(yīng)用有效避免因故障引發(fā)智能表、刀閘、電力電纜、各種測(cè)量儀表、熔斷器等設(shè)備的燒毀，并且也有效解決過去人工停電、排水等工作，從而有效降低電力企業(yè)的搶修費(fèi)用[1]。

二、農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

（一）設(shè)計(jì)低壓配電柜短信終端

低壓配電柜短信終端由串行通信以及數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備上安裝的各類測(cè)試儀表、傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交替讀取，并于Flash儲(chǔ)存期內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，隨后由CPU處理器對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，并將其與預(yù)先儲(chǔ)存的各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)閾值進(jìn)行比較，若運(yùn)算結(jié)果顯示在閾值之上，則進(jìn)入故障診斷程序，隨后進(jìn)行分析、判斷，如果達(dá)到疑似故障條件，則會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，隨后經(jīng)GPRS與GSM無線通信模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

（二）GPRS與GSM傳輸

所用SIM卡均綁定電力公司統(tǒng)一分配的IP地址，進(jìn)而保障信息的安全性。GPRS每隔15min上傳1次采集數(shù)據(jù)，傳輸步驟為SIM卡至無線移動(dòng)運(yùn)營商至電力公司專用APN網(wǎng)絡(luò)至內(nèi)網(wǎng)至智能低壓配電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)。CSM模塊短信不對(duì)正常數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，但是可采取編輯短信的方式，依據(jù)需求實(shí)施查詢運(yùn)行數(shù)據(jù)，接收信息途徑為SIM卡至無線移動(dòng)運(yùn)營商至值班手機(jī)，查詢途徑與其相反。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行期間，若有報(bào)警信息產(chǎn)生，短信終端會(huì)以故障診斷系統(tǒng)提供的故障類型、位置及相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，經(jīng)GPRS與GSM雙通道對(duì)信息進(jìn)行傳輸，此種傳輸模式可有效應(yīng)對(duì)部分農(nóng)村地區(qū)生信號(hào)差、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)等問題，可有效防止報(bào)警信息于傳輸中丟失[2]。GPRS與GSM數(shù)據(jù)傳輸，如圖1。

圖1 PRS與GSM數(shù)據(jù)傳輸

（三）設(shè)計(jì)疑似故障診斷程序

在遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)中，其包含3個(gè)故障診斷程序，分別為CPU處理器內(nèi)置色故障診斷預(yù)警、故障診斷告警、隔離以及故障點(diǎn)自愈，待滿足疑似故障條件后，上述程序會(huì)對(duì)故障進(jìn)行分析、判斷。此種方法可使各個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送可靠性得到有效提升，降低GPRS數(shù)據(jù)傳輸流量，并且可以有效提升遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)診斷精準(zhǔn)度，防止反復(fù)傳輸疑似故障信息[3]。

三、農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的實(shí)施

（一）實(shí)施配電室電纜溝自動(dòng)排水裝置

將兩組浮子式磁性液位傳感器分別安裝在熔斷器（下方10cm位置）和配電室低壓配電柜底部，下位傳感器連接短信終端K1、K2，上位傳感器連接短信終端K1、K3，組成開關(guān)量數(shù)據(jù)采集，于低壓配電柜中的40A交流接觸器線圈安裝短信終端K4、K5輔輸出端子。下位傳感器開關(guān)量閉合時(shí)，故障診斷程序會(huì)啟動(dòng)，循環(huán)分析法、待條件滿足后會(huì)生成預(yù)警信息，并且閉合短信終端中有繼電器存在，K4、K5端子與電源連接，40A交流接觸器動(dòng)作閉合，潛水泵展開工作。待下水位傳感器開關(guān)量分離，故障診斷程序?qū)?huì)啟動(dòng)，并展開計(jì)算功能，以水位降低速度與時(shí)差為依據(jù)，算出潛水泵停止工作的時(shí)延，待滿足條件后將傳送斷開繼電器的指令，潛水泵工作停止。排水過程中，水位持續(xù)升高，上位傳感器開關(guān)量閉合，隨后由短信終端傳輸預(yù)警信息，并且切開智能電容器投運(yùn)指令與斷開全部剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，從而為搶修人員爭取更多的搶修時(shí)間，進(jìn)而減少損失[4]。

（二）實(shí)施配便側(cè)電力電纜接頭溫度監(jiān)控裝置

首先，將鉑金電阻溫度傳感器安裝在配電側(cè)低壓配電柜每條色低壓電力電纜表面與銅接線端子相距5cm位置，隨后對(duì)ID通道編號(hào)予以利用，將其與溫度巡回檢測(cè)儀構(gòu)建設(shè)連接，將所有溫度傳感器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)通過溫度巡回檢測(cè)儀轉(zhuǎn)換為色模擬數(shù)據(jù)后將傳輸至短信終端。待實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在短信終端預(yù)設(shè)閾值以上時(shí)，依據(jù)故障診斷程序展開分析、判斷，如果達(dá)到疑似故障報(bào)警值，將報(bào)警短信傳輸給設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，若經(jīng)故障診斷程序判斷、分析已達(dá)到告警條配時(shí)，短信終端或?qū)⑼ㄟ^控制器傳輸相應(yīng)ID編號(hào)的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器分離指令，隔離此低壓供電回路故障。若實(shí)測(cè)溫度降至預(yù)警閾值30%或者更低時(shí)，短信終端將會(huì)發(fā)出合閘指令，試送電，并對(duì)此低壓供電回路電力電纜表面溫度進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)其在3min內(nèi)是否達(dá)到告警閾值，若條件符合，短信終端會(huì)再次傳送永久分離指令[5]。配電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖2。

圖2 配電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（三）改造自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置

首先用自動(dòng)無功補(bǔ)償測(cè)控裝置替換原有的自動(dòng)無功補(bǔ)償控制器，對(duì)智能電容器投切設(shè)控制器進(jìn)行調(diào)換，于短信終端中將上位傳感器開關(guān)量閉合的切除執(zhí)行程序及疑似故障診斷程序添入其中。

（四）巡視到位監(jiān)管裝置

此裝置主要指選取適合位置安裝多付門觸點(diǎn)開關(guān)、員工卡、讀卡器。待任意觸電開關(guān)處于離合情況時(shí)，短信終端馬上觸發(fā)壓電陶瓷片，產(chǎn)生報(bào)警聲，若巡視人員于1min內(nèi)未運(yùn)用員工卡于讀卡器上刷卡，短信終端會(huì)立即將防盜報(bào)警信息傳輸至服務(wù)器與值班手機(jī)上[6]。

結(jié)論：綜上所述，通過對(duì)當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)配電設(shè)備智能化設(shè)備的研究分析，針對(duì)顯露的一些問題，采用加裝多種測(cè)量儀表及傳感器的方式對(duì)問題進(jìn)行處理，并設(shè)計(jì)一套可行性強(qiáng)的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。此系統(tǒng)的運(yùn)用有效解決配電設(shè)備故障后故障擴(kuò)大化的問題，并且也補(bǔ)充了以往終端僅可收集數(shù)據(jù)但無法診斷數(shù)據(jù)的不足，并且有效提升了巡檢人員的工作效率，降低巡檢人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)用性較強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]韓輝，李富強(qiáng).農(nóng)網(wǎng)10KV配電線路及設(shè)備常見故障診斷[J].環(huán)球市場(chǎng)，2016（35）：119.

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