一種油色譜在線監(jiān)測裝置遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)的研制

曾莉　馮國驥　陳文鴻　李辰盟

摘要：現(xiàn)行絕大部分油色譜在線監(jiān)測裝置安裝在戶外主變側(cè)，運行條件惡劣并處于長期通電運行或待機(jī)狀態(tài)。結(jié)合運維經(jīng)驗可知，當(dāng)油色譜在線監(jiān)測裝置出現(xiàn)離線或數(shù)據(jù)異常故障時，通過斷電重啟方法處理可消除一部分缺陷，也可作為識別是否需進(jìn)一步開展檢查消缺工作的判據(jù)。現(xiàn)提出研制一種油色譜在線監(jiān)測裝置遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)，能在裝置故障時按運維人員需求及時進(jìn)行裝置斷電重啟識別故障程度，從而提升裝置故障處理消缺的效率。

關(guān)鍵詞：油色譜在線監(jiān)測裝置;遠(yuǎn)程操控;開關(guān);消缺

中圖分類號：TM407? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號：1671-0797（2022）05-0040-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.05.011

引言

將油色譜在線監(jiān)測裝置應(yīng)用在變壓器或高壓電抗器的狀態(tài)監(jiān)測中，實現(xiàn)對其內(nèi)部油氣狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測，現(xiàn)已成為一種比較成熟的監(jiān)測技術(shù)[1]。隨著近幾年的普及推廣，油色譜在線監(jiān)測裝置安裝數(shù)量逐年增加，但其安裝在戶外，運行環(huán)境較為惡劣，部分裝置隨著運行年限的增長不可避免地開始老化，造成裝置故障率逐年增長[2]。如何快速響應(yīng)處理裝置故障，保證裝置在線率成為運維單位亟待解決的問題[3]。

本文針對油色譜在線監(jiān)測裝置的故障快速應(yīng)答處理問題，提出研制一種油色譜在線監(jiān)測裝置遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)，能在裝置故障時按運維人員需求進(jìn)行裝置斷電重啟識別故障程度，從而提升裝置故障處理消缺的及時率。

1?   主要設(shè)計思路

（1）在油色譜在線監(jiān)測裝置本體電源總空開后段加裝一個遠(yuǎn)程操控開關(guān)，通過無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸，應(yīng)用短信通信控制方式實現(xiàn)對該開關(guān)的命令式操控分合或重啟，并可通過短信查詢該開關(guān)本體分合狀態(tài)及通電情況。

（2）為確保操作可靠性，在操控開關(guān)回路上并入外置定時重啟器，可依據(jù)運維人員要求設(shè)置裝置每日定時重啟時間，結(jié)合裝置運行時間設(shè)定重啟時間，在油色譜在線監(jiān)測裝置待機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行重啟，對裝置原運行程序無影響。

（3）為確保操作安全性，每臺裝置設(shè)置管理員號碼操作權(quán)限并附動態(tài)短信驗證碼，只有以上兩個條件均符合時，程控空開才響應(yīng)動作。

（4）當(dāng)程控空開意外分閘、合閘時，會主動發(fā)出告警信息通知管理員。

（5）為保證遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)運行性能穩(wěn)定和信號發(fā)送接收功能穩(wěn)定，其短路跳閘電流應(yīng)設(shè)置大于或等于油色譜在線監(jiān)測裝置本體電源總空開容量。

（6）遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)不受距離限制，只要有無線網(wǎng)絡(luò)信號，就可隨時實現(xiàn)對裝置本體進(jìn)行斷電重啟。

2? ? 遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)主要由遠(yuǎn)程短信控制器、程控空開和定時器組成，依賴成熟的GSM通信網(wǎng)絡(luò)，采用短信收發(fā)通信方式對油色譜在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)遠(yuǎn)程重啟、狀態(tài)查詢、設(shè)置配置等功能。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3? ? 遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)原理

遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)開關(guān)終端通過RS485總線進(jìn)行通信。其中，程控空開主要負(fù)責(zé)對油色譜在線監(jiān)測裝置進(jìn)行分閘（斷電）或合閘（接通）等操作，實現(xiàn)裝置斷電和通電。遠(yuǎn)程短信控制器主要負(fù)責(zé)根據(jù)接收短信指令，對程控空開下發(fā)分閘或合閘操作指令，并實時監(jiān)控程控空開分合閘情況，如在非短信主動操控情況下意外分閘或意外合閘，則立即向該設(shè)備管理員進(jìn)行短信報警。手動控制定時器依照設(shè)定對裝置進(jìn)行定時重啟，確保在遠(yuǎn)程操控失效時仍能操作程控空開。其終端結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

程控開關(guān)主要由主控MCU、RS485收發(fā)器、分合閘裝置等組成，采用Modbus-RTU協(xié)議進(jìn)行程控。MCU為主控模塊，主要負(fù)責(zé)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理和邏輯運算。RS485收發(fā)器主要負(fù)責(zé)通過RS485總線接收或發(fā)送控制指令，并通過UART傳送給主控MCU進(jìn)行指令解析或封裝。MCU根據(jù)解析到的指令，對斷路/接通裝置進(jìn)行操作，并實時反饋當(dāng)前狀態(tài)。

遠(yuǎn)程短信控制器主要由主控MCU、RS485收發(fā)器、SMS通信模塊、外置定時裝置、手動控制定時器等組成。由主控MCU負(fù)責(zé)發(fā)起多線程通信，分別對程控開關(guān)、SMS通信模塊進(jìn)行實時狀態(tài)輪詢，以便能實時監(jiān)測到程控開關(guān)的狀態(tài)變化和收到的短信。外置定時裝置主要用于定時主動重啟油色譜在線監(jiān)測裝置，其所有設(shè)定均由人工操作，主控MCU不參與定時設(shè)定。具體接線原理如圖3所示。

4? ? 遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)功能

4.1? ? 獲取驗證碼

由管理員手機(jī)主動向需通信的控制器號碼發(fā)出獲取驗證碼短信，控制器收到該驗證碼短信后，將生成一個隨機(jī)驗證碼，并通過短信形式返回到管理員手機(jī)。該驗證碼有效期為5 min，后續(xù)所有短信發(fā)送均需附帶該驗證碼，如驗證碼錯誤、過期或短信由非管理員手機(jī)發(fā)出，則控制器將不響應(yīng)該條指令。

短信示例：

發(fā)送：get code? ? 接收：28946212

4.2? ? 管理員號碼設(shè)定

由管理員手機(jī)主動向需通信的控制器號碼發(fā)出設(shè)定管理員號碼短信，該短信分為新增、查詢、刪除3種操作，一臺控制器最多可支持3個管理員號碼。只有收到管理員發(fā)出的短信，同時驗證碼沒有過期，控制器才會響應(yīng)短信指令。

短信示例1——新增管理員：

發(fā)送：28946212 add admin 13800138000? ? 接收：13800138000 add OK

短信示例2——查詢管理員：

發(fā)送：28946212 get admin? ? 接收：13800138000 13800138001

短信示例3——刪除管理員：

發(fā)送：28946212 del admin 13800138001? ? 接收：13800138001 del OK

4.3? ? 查詢

由管理員手機(jī)主動向需通信的控制器號碼發(fā)出查詢短信，控制器在收到該短信后將立即通過短信形式返回當(dāng)前程控開關(guān)分合閘狀態(tài)和負(fù)載通電狀態(tài)。只有收到管理員發(fā)出的短信，同時驗證碼沒有過期，控制器才會響應(yīng)短信指令。

短信示例：

發(fā)送：28946212 get status 接收1—分閘，斷電：break OFF;接收2—合閘，通電：close ON;接收3—合閘，斷電：close OFF

4.4? ? 主動操作

由管理員手機(jī)主動向需通信的控制器號碼發(fā)出主動操作短信，該短信分為分閘、合閘、重啟3種操作。分閘/合閘操作為單次操作，操作完成后就以短信形式返回完成情況到管理員手機(jī)。重啟操作為兩次操作，即分閘→等待20 s→合閘，從而完成重啟動作，完成整個重啟動作后，以短信形式將完成情況返回到管理員手機(jī)。只有收到管理員發(fā)出的短信，同時驗證碼沒有過期，控制器才會響應(yīng)短信指令。

短信示例1——主動分閘：

發(fā)送：28946212 set status break? ? 接收：break OK

短信示例2——主動合閘：

發(fā)送：28946212 set status close? ? 接收：close OK

短信示例3——主動重啟：

發(fā)送：28946212 set status restart? ? 接收：restart OK

4.5? ? 報警

當(dāng)程控空開在非短信主動操作指令下出現(xiàn)非法合閘/分閘情況時，則主動向該設(shè)備已設(shè)定的所有管理員號碼發(fā)送報警短信。

接收1——非法合閘：WARNING illegal closing;接收2——非法分閘：WARNING illegal break

4.6? ? 定時重啟

外置定時重啟器具備RTC模塊，掉電繼續(xù)走時，定時精度為秒級，可按北京時間設(shè)定1～10組所需的裝置定時重啟時間，程控空開定時接收外置定時器發(fā)出的重啟指令后，按照分閘→等待20 s→合閘的程序完成重啟動作，完成整個重啟動作后，以短信形式將完成情況返回到管理員手機(jī)。

第1組重啟時間：××××年××月××日××?xí)r××分××秒。

5? ? 結(jié)語

利用斷電重啟法進(jìn)行油色譜在線監(jiān)測裝置故障的預(yù)檢查處理是目前進(jìn)行裝置消缺的必要措施。油色譜在線監(jiān)測裝置遠(yuǎn)程重啟操控開關(guān)裝置的研制應(yīng)用，能較大程度地減少運維人員的工作量并提高裝置故障處理效率[4];在快速響應(yīng)缺陷處理的同時，能夠減少人員進(jìn)站運維的頻次;對于偏遠(yuǎn)變電站，還能有效減少公車資源的使用，對提升油色譜在線監(jiān)測裝置故障消缺及時率及運維工作效率具有重大意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 尹龍，朱遙遠(yuǎn)，洪亮，等.油色譜在線監(jiān)測裝置故障類型及處理方式[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2021，11（17）：111-114.

[2] 蔣超.變壓器油色譜在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用與運維管理[J].電力系統(tǒng)裝備，2020（14）：107-108.

[3] 盛樂，李學(xué)鋒，周波，等.油色譜在線監(jiān)測裝置運維情況分析[J].國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2020，23（3）：1-6.

[4] 王鑫.油色譜在線監(jiān)測裝置故障類型及處理方式[J].締客世界，2021（9）：9-10.

收稿日期：2021-11-22

作者簡介：曾莉（1990—），女，廣東揭陽人，工程師，主要從事變電類在線監(jiān)測裝置運維管理工作。