基于隧道磁阻傳感器的GIS隔離開關(guān)雙確認(rèn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳富國(guó)，孫 鵬，楊愛軍，阮彥俊

(1.西安交通大學(xué)，電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710049；2.平高集團(tuán)有限公司，河南平頂山 467001；3.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司廣州局，廣東廣州 461000)

0 引言

變電站一鍵順控是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)深度融合、構(gòu)建智能運(yùn)檢體系的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)施一鍵順控操作的關(guān)鍵是各類高壓開關(guān)位置信號(hào)的準(zhǔn)確判別。根據(jù)《Q/GDW1799.1-2013國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程變電部分》規(guī)定，開關(guān)設(shè)備遠(yuǎn)方操作時(shí)，至少應(yīng)有2個(gè)非同樣原理或非同源指示發(fā)生對(duì)應(yīng)變化，且所有這些指示均已同時(shí)發(fā)生對(duì)應(yīng)變化，才能確認(rèn)該設(shè)備已操作到位，即需要實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備位置的“雙確認(rèn)”。目前，國(guó)內(nèi)高壓隔離開關(guān)位置常采用遙信信號(hào)及現(xiàn)場(chǎng)人工觀測(cè)判斷分合是否到位，這種方法容易受到觀測(cè)者的主觀影響，工作效率低。無(wú)人值守站，遙控操作現(xiàn)場(chǎng)通常無(wú)法人工確認(rèn)，一些站采用視頻分析、壓力傳感、姿態(tài)傳感及微動(dòng)開關(guān)等方法輔助判斷隔離開關(guān)位置狀態(tài)[1-2]。視頻分析法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施不需停電，功能復(fù)用度高，智能化水平高，缺點(diǎn)是算法復(fù)雜，準(zhǔn)確率低，依賴于正負(fù)樣本數(shù)量，且受惡劣天氣影響較大；壓力傳感器可靠性及實(shí)時(shí)性高，但是適用范圍有限，僅適用于具有觸指彈簧的隔離開關(guān)，且安裝困難、無(wú)法實(shí)現(xiàn)不停電部署及更換[3]；姿態(tài)傳感器的準(zhǔn)確性及可靠性較高，但是存在取電方式及信號(hào)傳輸問(wèn)題；微動(dòng)開關(guān)存在觸頭磨損等問(wèn)題?，F(xiàn)有隔離開關(guān)分合閘位置監(jiān)測(cè)方法具有一定局限性，需要尋找新的技術(shù)方法和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘位置的精確判斷。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，磁感應(yīng)傳感技術(shù)的飛速發(fā)展及其在汽車工業(yè)、機(jī)械人云臺(tái)、核工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及卓越性能表現(xiàn)，尤其以隧道磁阻傳感(TMR)元件為代表的第4代磁電阻效應(yīng)傳感器，比前幾代應(yīng)用較多的各向異性磁阻(AMR)和巨磁阻(GMR)傳感元件具有更大的電阻變化率和檢測(cè)靈敏度[4-5]，為高壓隔離開關(guān)分合閘位置的精確判別提供了一種新的技術(shù)思路。本文基于磁感應(yīng)傳感原理設(shè)計(jì)了一套隔離開關(guān)分合閘位置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘狀態(tài)的準(zhǔn)確判別，為一鍵順控操作的實(shí)施起到了積極推動(dòng)作用。

1 TMR磁阻傳感器的工作原理

TMR傳感器的核心是磁隧道結(jié)(MJT)，它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要結(jié)構(gòu)分為3層，即自由層、隧穿層、被釘扎層。上層的極化方向易受外部磁場(chǎng)影響，中間為采用非鐵磁性絕緣材料構(gòu)成的隧穿層；下面的是被釘扎層，它的極化方向由其自身及反鐵磁層之間的耦合作用確定。當(dāng)外加磁場(chǎng)的大小方向發(fā)生改變時(shí)，自由層與被釘扎層之間極化方向的夾角發(fā)生變化，隧穿電阻的阻值也跟著發(fā)生變化，即為TMR效應(yīng)[6-7]。

圖1 磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖

隧道結(jié)MTJ的電阻值與沿敏感軸方位的外加磁場(chǎng)有關(guān)。若TMR傳感器上方有勵(lì)磁裝置使得磁場(chǎng)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，則MTJ上層自由層磁化方向跟著勵(lì)磁裝置磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，隧穿電阻發(fā)生變化，其電阻值大小與自由層和被釘扎層兩者磁化方向的相對(duì)角成正比。同時(shí)，為削弱電路的零點(diǎn)漂移，降低噪聲，TMR傳感器一般情況下會(huì)設(shè)計(jì)成橋式結(jié)構(gòu)，它由4個(gè)靈敏方向不同的磁電阻構(gòu)成[8]，如圖2所示，箭頭代表各磁電阻的靈敏方向。

圖2 惠斯登橋結(jié)構(gòu)及其輸出曲線

2 隔離開關(guān)位置雙確認(rèn)檢測(cè)原理分析

ZF11-252型角型隔離開關(guān)如圖3所示，它由電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械連桿及分合閘指示器組成，通過(guò)機(jī)械連桿將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)紸、B、C三相，帶動(dòng)三相隔離開關(guān)觸頭運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分合閘操作。機(jī)械連桿實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)輸出的旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)變成GIS隔離開關(guān)觸頭運(yùn)動(dòng)的直線行程。

ZF11-252GIS角型隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)角度和動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)行程的關(guān)系如式(1)所示：

(1)

式中α為隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，范圍為0～84°，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4所示。

圖4 ZF11-252轉(zhuǎn)動(dòng)角度與行程之間的關(guān)系

通過(guò)上述分析，在機(jī)械連桿末端安裝磁感應(yīng)傳感器，該傳感器兼有就地指示功能，永磁體及磁感應(yīng)檢測(cè)電路內(nèi)置于分合閘指示器內(nèi)。在分合閘操作時(shí)，永磁體隨機(jī)械連桿旋轉(zhuǎn)，使得TMR單元的自由層與被釘扎層的極化夾角發(fā)生改變，通過(guò)檢測(cè)相應(yīng)的電阻的變化值，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)，通過(guò)與設(shè)定的分合閘閾值比較，完成GIS隔離開關(guān)分合閘是否到位的判別，與輔助開關(guān)接點(diǎn)信號(hào)構(gòu)成分合閘是否到位的“雙確認(rèn)”信號(hào)，如圖5所示。

圖5 磁感應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)原理示意圖

3 磁感應(yīng)傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 勵(lì)磁體選型要求

本文感應(yīng)IC采用高靈敏度、低磁滯、寬溫的線性傳感器TMR2703，該傳感器采用隧道磁阻技術(shù)，可感應(yīng)平行于其表面的磁場(chǎng)，通過(guò)內(nèi)置的4個(gè)高靈敏度TMR元件，當(dāng)外加磁場(chǎng)沿平行于傳感器敏感方向變化時(shí)，輸出差分電壓信號(hào)。技術(shù)參數(shù)如表1所示。

油箱中的潤(rùn)滑油經(jīng)泵升壓到1.0 MPa，經(jīng)油冷卻器冷卻后，由油溫控制器控制油溫。經(jīng)過(guò)濾器后分為三路，第一路經(jīng)自力式控制閥將潤(rùn)滑油壓力控制在0.25 MPa后，再分為兩股，一股去裂解氣壓縮機(jī)及壓縮機(jī)透平的各潤(rùn)滑油注入點(diǎn)去潤(rùn)滑、冷卻軸承及軸瓦，另一股去潤(rùn)滑油高位油箱；第二路作為調(diào)速油進(jìn)入裂解氣壓縮機(jī)透平的調(diào)速系統(tǒng)，然后直接回到潤(rùn)滑油回油總管；第三路去潤(rùn)滑油蓄壓器。最后，65～85 ℃潤(rùn)滑油從各支路匯總到潤(rùn)滑油總管，在重力作用下流回油箱。

表1 TMR傳感器技術(shù)參數(shù)

由TMR傳感器的技術(shù)參數(shù)可知，TMR傳感器的線性檢測(cè)區(qū)間為±15×10-4T，靈敏度為13.5 mV/(V·Oe)，要使傳感器能正常工作，需要調(diào)整勵(lì)磁永磁體與磁感應(yīng)IC電路之間的間隙，使得傳感器工作在線性范圍內(nèi)[9-10]。本文選擇永磁體作為勵(lì)磁元件，如圖6所示，由磁感應(yīng)強(qiáng)度與間隙的關(guān)系可知，隨著間隙的增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱，當(dāng)間隙為1.5 mm時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度約為15×10-4T，當(dāng)供電電壓為5 V時(shí)，檢測(cè)靈敏度為67.5 mV/(V·Oe)。

圖6 磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)與間隙(d)的關(guān)系

3.2 頻率響應(yīng)要求

ZF11-252型GIS角型隔離開關(guān)分合閘速度為0.5±0.2 m/s，分合閘時(shí)間小于1 s，因此，在隔離開關(guān)分合閘過(guò)程中，TMR檢測(cè)到的是變化的磁場(chǎng)信號(hào)，GIS隔離開關(guān)的分合閘速度越快，磁場(chǎng)變化速率也越大。因此，TMR傳感器需要響應(yīng)快速變化的磁場(chǎng)，GIS隔離開關(guān)傳動(dòng)軸攜帶的勵(lì)磁永磁體經(jīng)過(guò)TMR感應(yīng)IC時(shí)，感應(yīng)IC可對(duì)1個(gè)完整周期的信號(hào)進(jìn)行采集，通過(guò)試驗(yàn)可知，GIS隔離開關(guān)分合閘速度與磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)變化頻率的關(guān)系如圖7所示。當(dāng)隔離開關(guān)分合閘速度v在0.3～0.7 m/s范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)頻率為129～301 Hz，即隔離開關(guān)磁感應(yīng)傳感器要求帶寬為129～301 Hz。

圖7 隔離開關(guān)運(yùn)動(dòng)速度(v)與磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)頻率(f)的關(guān)系

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

作為變電站倒閘操作的一種操作新模式，一鍵順控可實(shí)現(xiàn)操作項(xiàng)目軟件預(yù)制、操作任務(wù)模塊式搭建、設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟一鍵啟動(dòng)、操作過(guò)程自動(dòng)順序執(zhí)行。依據(jù)國(guó)能安全[2015]36號(hào)文件中電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案規(guī)定，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)優(yōu)先采用有線通訊方式將GIS隔離開關(guān)位置檢測(cè)信息傳輸至磁感應(yīng)智能分析單元，傳感器具有數(shù)據(jù)重傳機(jī)制，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

磁感應(yīng)智能分析單元輸出無(wú)源接點(diǎn)至智能終端或測(cè)控裝置，智能終端或測(cè)控裝置通過(guò)IEC61850MMS傳輸至變電站站端站控層I區(qū)網(wǎng)絡(luò)，支撐站端一鍵順控操作，同時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)由調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通過(guò)104協(xié)議傳輸至集控站運(yùn)維班網(wǎng)絡(luò)，支撐集控站一鍵順控操作。磁感應(yīng)系統(tǒng)的詳細(xì)監(jiān)測(cè)信息可通過(guò)IEC61850MMS傳輸至II區(qū)的輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控和人機(jī)交互。

3.4 磁感應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隔離開關(guān)用磁感應(yīng)傳感器主要由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、勵(lì)磁永磁體、磁力感應(yīng)IC、磁感應(yīng)PCB板、魚眼罩、球形指示器及相關(guān)附件組成。

實(shí)際安裝時(shí)，機(jī)構(gòu)輸出軸可通過(guò)夾具實(shí)現(xiàn)主動(dòng)輪與之同步旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)從動(dòng)輪以1∶3的傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)，從而提高感應(yīng)精度，在磁力感應(yīng)IC正下方的磁鐵旋轉(zhuǎn)，而使磁鐵南北極發(fā)生角度位置偏移，感應(yīng)IC就能實(shí)時(shí)記錄輸出軸的角度位置，具體結(jié)構(gòu)如圖9所示。

圖9 磁感應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

3.5 傳感器硬件電路設(shè)計(jì)

基于TMR傳感器的隔離開關(guān)分合閘位置判別系統(tǒng)由勵(lì)磁永磁體、TMR感應(yīng)單元以及信號(hào)處理電路組成，其中包括低通濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊及電源電路，硬件組成如圖10所示，主處理器采用STM32F107VCT6處理器，信號(hào)濾波后直接由ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)，再由數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至上位機(jī)。

圖10 磁感應(yīng)傳感器硬件組成示意圖

3.6 傳感器軟件設(shè)計(jì)

磁感應(yīng)傳感系統(tǒng)下位機(jī)軟件由磁感應(yīng)傳感器軟件和智能分析單元軟件兩部分組成，下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的思想，以便于對(duì)程序和各種功能模塊的擴(kuò)展和移植。磁感應(yīng)傳感器上電后進(jìn)行系統(tǒng)初始化，對(duì)自身狀態(tài)進(jìn)行自檢一次，并將自檢信息上傳至智能分析單元，超過(guò)設(shè)定閾值便喚醒傳感器進(jìn)行磁感應(yīng)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)降噪、濾波、校正及解算，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后上傳至智能分析單元，傳感器可響應(yīng)智能分析單元的數(shù)據(jù)召喚。磁感應(yīng)傳感器的軟件系統(tǒng)流程如圖11所示。智能分析單元接收磁感應(yīng)傳感器磁感應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分合閘狀態(tài)判別，然后進(jìn)行繼電器輸出、協(xié)議轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)向站控層可視化系統(tǒng)傳輸。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)與IEC61850服務(wù)端的交互。

圖11 傳感器下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)流程圖

3.7 磁感應(yīng)智能分析單元硬件設(shè)計(jì)

圖12 磁感應(yīng)傳感智能分析單元硬件示意圖

磁感應(yīng)智能分析單元的主控芯片采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32F107VCT6微控制芯片，該芯片性價(jià)比高，內(nèi)核、系統(tǒng)和存儲(chǔ)器體積小，具有低功耗和完整的電源管理，性能優(yōu)越能夠滿足高挑戰(zhàn)性的應(yīng)用需求，時(shí)鐘頻率可達(dá)72 MHz，能夠滿足高速處理的需要，內(nèi)部集成以太網(wǎng)10/100MAC模塊，連接一個(gè)外部以太網(wǎng)物理層接口芯片PHY實(shí)現(xiàn)磁感應(yīng)數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)傳輸，溫度范圍-40～+85 ℃，可滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境要求[11-12]。

3.8 狀態(tài)判斷邏輯

由圖9可知，本文所設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)傳感器自身由2路GIS隔離開關(guān)位置監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成，二者相互校核，構(gòu)成裝置自身的“雙確認(rèn)”信號(hào)，即二者取“&”運(yùn)算后輸出分合閘是否到位信號(hào)，再與輔助開關(guān)的位置接點(diǎn)信號(hào)取“&”運(yùn)算后，最終得出隔離開關(guān)確認(rèn)分位或確認(rèn)合位信號(hào)，GIS隔離開關(guān)雙確認(rèn)邏輯如圖13所示。

圖13 GIS隔離開關(guān)雙確認(rèn)邏輯圖

磁感應(yīng)智能分析單元采用硬接點(diǎn)輸出分合閘狀態(tài)信號(hào)，針對(duì)每臺(tái)隔離開關(guān)，輸出3路接點(diǎn)信號(hào)，2路接點(diǎn)信號(hào)指示隔離開關(guān)本體分合閘位置情況，另1路接點(diǎn)信號(hào)指示傳感器工作狀態(tài)，傳感器故障時(shí)其接點(diǎn)閉合，傳感器正常時(shí)接點(diǎn)分開，輸出邏輯如表2所示。

表2 磁感應(yīng)智能分析單元輸出邏輯

3.9 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

基于磁感應(yīng)傳感器的GIS隔離開關(guān)位置檢測(cè)系統(tǒng)上位機(jī)由MODBUS采集平臺(tái)、共享內(nèi)存、智能告警分析、狀態(tài)判別及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等部分組成，應(yīng)用程序采用Python開發(fā)完成。應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，軟件界面如圖14所示。

圖14 上位機(jī)調(diào)試軟件界面

3.10 通信協(xié)議設(shè)計(jì)

為更好地展示磁感應(yīng)傳感數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)可視化系統(tǒng)，將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器狀態(tài)信息、隔離開關(guān)磁感應(yīng)數(shù)據(jù)及磁感應(yīng)智能分析單元的自檢信息等通過(guò)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議傳輸至站控層II區(qū)的輔助設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)的磁感應(yīng)智能分析單元采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約進(jìn)行建模并設(shè)計(jì)完成完整的功能描述，它將采集的數(shù)據(jù)按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行描述，嵌入描述裝置各項(xiàng)功能參數(shù)的ICD文件。本文設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)智能分析單元用的IEC61850服務(wù)端已通過(guò)國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置監(jiān)督檢驗(yàn)中心的規(guī)約一致性測(cè)試試驗(yàn)，完全實(shí)現(xiàn)了符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的間隔層通信功能。

磁感應(yīng)智能分析單元根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，將監(jiān)測(cè)每個(gè)隔離開關(guān)描述為一個(gè)IED對(duì)象，將最小功能單元建模為一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)對(duì)象[13]。下面以隔離開關(guān)磁感應(yīng)數(shù)據(jù)為例說(shuō)明IED的邏輯節(jié)點(diǎn)類型和邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)描述。根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義的所有邏輯節(jié)點(diǎn)類型描述如表3所示，擴(kuò)展的邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)描述如表4所示。

表3 邏輯節(jié)點(diǎn)類型描述

表4 磁感應(yīng)傳感邏輯節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)描述

4 安裝配置及試驗(yàn)情況

4.1 配置原則

110 kV電壓等級(jí)的三相共箱GIS隔離開關(guān)每臺(tái)安裝1支磁感應(yīng)傳感器；220 kV及以上電壓等級(jí)的三相分箱GIS隔離開關(guān)在尾相上安裝1支或每相安裝1支磁感應(yīng)傳感器。磁感應(yīng)智能分析單元按間隔配置，每間隔配置1臺(tái)。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝

本文設(shè)計(jì)的磁感應(yīng)傳感器通過(guò)安裝夾具固定在GIS隔離開關(guān)本體上，具體安裝部署示意圖如圖15、圖16所示，磁感應(yīng)智能分析單元安裝在匯控柜內(nèi)。

圖15 傳感器與機(jī)構(gòu)輸出軸緊固示意圖

圖16 磁感應(yīng)傳感器實(shí)際安裝

4.3 試驗(yàn)項(xiàng)目

磁感應(yīng)傳感器系統(tǒng)的隔離開關(guān)性能試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)要求應(yīng)該滿足《GB1985-2014 高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》和《Q/GDW 1535變電設(shè)備在線檢測(cè)裝置通用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。試驗(yàn)包括兩部分，一是磁感應(yīng)傳感器自身的型式試驗(yàn)，主要依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW 1535-2015及企標(biāo)Q/PG021-2021的規(guī)定進(jìn)行；二是磁感應(yīng)傳感器與GIS隔離開關(guān)聯(lián)合試驗(yàn)，主要試驗(yàn)項(xiàng)目如表5所示。

表5 磁感應(yīng)傳感器與GIS隔離開關(guān)聯(lián)合試驗(yàn)項(xiàng)目

4.4 試驗(yàn)結(jié)果

2021年5月，本文所研制的ISM-916C1磁感應(yīng)傳感器在國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(開普實(shí)驗(yàn)室)完成了性能檢測(cè)試驗(yàn)。2020年6月在國(guó)家高壓電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(河南)通過(guò)了磁感應(yīng)傳感器與隔離開關(guān)聯(lián)合試驗(yàn)，試驗(yàn)中磁感應(yīng)傳感器系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)正確，數(shù)據(jù)一致性較好，分合閘狀態(tài)判別準(zhǔn)確率100%，試驗(yàn)照片如圖17所示，部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示。試驗(yàn)表明本文所研制的磁感應(yīng)傳感系統(tǒng)具有良好的性能，可解決隔離開關(guān)分合閘位置雙確認(rèn)難題。

圖17 樣機(jī)試驗(yàn)時(shí)照片

表6 磁感應(yīng)傳感器200次機(jī)械壽命部分試驗(yàn)數(shù)據(jù) s

5 結(jié)束語(yǔ)

為滿足國(guó)家電網(wǎng)公司智慧變電站和南方電網(wǎng)公司數(shù)字化變電站建設(shè)技術(shù)要求，支撐變電站一鍵順控操作的實(shí)施，推進(jìn)信息技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)深度融合，本文從工程應(yīng)用角度出發(fā)設(shè)計(jì)了一套基于隧道磁阻傳感器的GIS隔離開關(guān)分合閘位置雙確認(rèn)判別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)分合閘狀態(tài)的精確判別與智能分析，滿足工程應(yīng)用需要，同時(shí)該系統(tǒng)也是推進(jìn)電力設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的有益探索，能夠極大地提高變電站GIS設(shè)備的智能運(yùn)維水平，具有較大的推廣意義和應(yīng)用價(jià)值。