自動化開關(guān)定值自動生成裝置的開發(fā)與應用

鐘建業(yè)

（廣東電網(wǎng)有限責任公司清遠供電局，廣東清遠，511500）

1 自動化開關(guān)定值自動生成裝置開發(fā)概述與研發(fā)基礎(chǔ)

1.1 自動化開關(guān)定值自動生成裝置研發(fā)背景

隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展進步，配電自動化程度不斷加深并有所發(fā)展，在配網(wǎng)的運行過程中，自動化開關(guān)也開始廣泛應用自動化開關(guān)的應用，有利于配網(wǎng)的效率提升。在現(xiàn)階段配網(wǎng)自動化建設的推廣過程中，定值計算是自動化功能的核心功能之一，定值計算的準確度對實施現(xiàn)場的執(zhí)行到位程度其重要影響。但是不同的供電設備廠家在定值單列表方面存在著一定的不一致性，部分非關(guān)鍵定值也存在差異由此可能會使得開關(guān)動作準確性下降，因此在進行開關(guān)投運或者線路負荷調(diào)整的過程中，需要對定值進行重新調(diào)節(jié)，這使得自動化定值的計算工作量較大，相關(guān)工作人員的工作負擔較重。由此可知，在自動化開關(guān)的運行過程中，該設置必須對所管控的實際用電對象進行詳細分析，對其屬性和參數(shù)進行管控，從而對定值進行計算，這一過程具有較高的復雜性。

通過相關(guān)調(diào)查研究可知，在現(xiàn)階段的自動化開關(guān)定制計算應用過程中，部分供電所的基層員工會定期接受相關(guān)的技能培訓，但是由于不同區(qū)域或不同供電所的基層工作人員存在較為顯著的差異性，無論是學歷水平還是工作技能水平都有所不同，因此在培訓過程中對于相對較為傳統(tǒng)的調(diào)度類計算軟件學習結(jié)果具有較大差距，部分工作人員對學習效果較好，可以良好掌握并應用此類軟件，但部分工作人員的學習效果較差，即使有所了解也無法有效應用。除此之外，在調(diào)度類計算軟件的學習過程中，子類培訓過程具有較為明顯的抽象性，這使得學習難度大大提高，因此工作人員所能良好掌握的相關(guān)知識相對較少，由此會導致部分問題或故障發(fā)生時，基層工作人員無法有效解決問題，需要申報上級工作人員進行處理與維護，從而使得問題或故障的處理效率大大提高，不利于自動化開關(guān)運營效率的進一步提升。

本文以此為基礎(chǔ)，對現(xiàn)階段的自動化開關(guān)進行優(yōu)化與改進，通過創(chuàng)新研發(fā)一種自動化開關(guān)定值自動生成裝置，簡化計算流程，降低基層工作人員的任務量，以此可以有利于基層員工更好的完成工作任務。除此之外，利用所研發(fā)的新型自動化開關(guān)定制自動生成裝置，還可以為基層員工提供一定的培訓基礎(chǔ)，有利于基層員工知識技能水平與業(yè)務能力的雙提高。

1.2 自動化開關(guān)定值自動生成裝置研發(fā)基礎(chǔ)

在研發(fā)過程中，為了進一步提高研發(fā)效率，本次研發(fā)工作所選取的開發(fā)語言為C#、使用的開發(fā)工具為VisualStudio Code，應用的數(shù)據(jù)庫為SQLite，三者結(jié)合使用有利于進一步提高研發(fā)效率。

其中，開發(fā)工具C#作為一種新型編程語言具有較為顯著的應用優(yōu)勢，不僅安全性與穩(wěn)定性相對較高，并且還具有簡單且優(yōu)雅的特征，該編程語言是以C語言、C++語言為基礎(chǔ)優(yōu)化改進而成的，體現(xiàn)出較強的對象性，不僅擁有上述兩種編程語言的強大應用功能，同時還將二者的復雜特性予以刪除，例如在應用過程中沒有宏且不允許多重繼承，體現(xiàn)出更為顯著的應用優(yōu)點。除此之外，C#還集結(jié)VB的簡單可視化操作與C++的運行效率特征，在應用過程中體現(xiàn)出較為強大的操作應用水平、優(yōu)雅簡單的語法風格以及具有創(chuàng)新性特點的語言特征。現(xiàn)階段該編程語言的應用率不斷提高，現(xiàn)階段已成為部分群體在編程時的首選語言。

所選取的開發(fā)工具Visual Studio Code屬于較為現(xiàn)代化的代碼編輯器，該開發(fā)工具具有免費開源的特征并且屬于輕量級代碼編輯器，因此在實際應用方面可適用范圍相對較廣。除此之外，該開發(fā)工具還具有插件拓展支持的獨特性能，對于網(wǎng)頁開發(fā)以及云端應用開發(fā)也進行了改進與優(yōu)化，體現(xiàn)出更為優(yōu)良的性能。在實際應用過程中，該開發(fā)工具軟件可通過跨平臺支持應用Win、Mac、Linux。

在眾多類型的數(shù)據(jù)庫中，SQLite屬于較為新穎的輕型數(shù)據(jù)庫，被包含于較小的C庫中。在實際應用中，該輕型數(shù)據(jù)庫具有嵌入式的設計目標，并且在現(xiàn)階段多個嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)中應用率較高。在應用時，SQLite所占用的資源比例相對較低，在嵌入式設備的實際占用內(nèi)存最低僅為幾百K，具有無可比擬的應用優(yōu)勢。

2 自動化開關(guān)定值自動生成裝置技術(shù)思路

本文中所研究的自動化開關(guān)定值自動生成裝置具體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其中包括:面板9，在面板上工作人員配備印刷配網(wǎng)結(jié)構(gòu)模擬圖；在該裝置自動化開關(guān)圖標旁邊設置參數(shù)選擇開關(guān)，具體包含開關(guān)量轉(zhuǎn)換裝置10，微處理器11，觸摸顯示屏12。

圖1 自動化開關(guān)定時自動生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)構(gòu)圖圖例符號對應意義：

1-10kV線路分段自動化開關(guān)；1-1選擇開關(guān)（線路分段電流速斷保護參數(shù)選擇開關(guān)），1-2選擇開關(guān)（線路分段定時限過流保護參數(shù)選擇開關(guān)），1-3選擇開關(guān)（線路分段零序過流保護參數(shù)選擇開關(guān)）；

2-分段負荷開關(guān)；

3-10kV線路保護自動化開關(guān)，3-1選擇開關(guān)（線路參數(shù)選擇開關(guān)）；

4-10kV用戶進線分界自動化開關(guān)（看門狗）；4-1選擇開關(guān)（看門狗電流速斷保護參數(shù)選擇開關(guān)），4-2選擇開關(guān)（看門狗定時限過流保護參數(shù)選擇開關(guān)）；

5-800kVA及以上配變保護自動化開關(guān)；5-1選擇開關(guān)（800kVA及以上配變參數(shù)選擇開關(guān)）；

6-630kVA及以下配變保護自動化開關(guān)；6-1選擇開關(guān)（630kVA及以下配變參數(shù)選擇開關(guān)）。

2.1 10kV線路分段自動化開關(guān)1定值自動生成

在此研究中，10kV線路自動化開關(guān)1的定值根據(jù)上級開關(guān)裝置來配合設定，選擇開關(guān)1-1可以根據(jù)上級開關(guān)的電流速斷保護定值的85%來設定具體的數(shù)值。除此之外，還包含一個可自定義的選擇鍵，工作人員在按下此按鈕后可以手動在觸摸屏上輸入開關(guān)1-1上未包含或者體現(xiàn)的數(shù)值。

選擇開關(guān)1-2可以根據(jù)上級開關(guān)的定時限過流保護的85%來設定具體的數(shù)值。除此之外，還包含一個可自定義的選擇鍵，工作人員在按下此按鈕后可以手動在觸摸屏上輸入開關(guān)1-2上未包含或者體現(xiàn)的數(shù)值。

選擇開關(guān)1-3可以根據(jù)上級開關(guān)的零序過流保護與上一級斷路器零序過流定值配合整定。除此之外，還包含一個可自定義的選擇鍵，工作人員在按下此按鈕后可以手動在觸摸屏上輸入開關(guān)1-3上未包含或者體現(xiàn)的數(shù)值。

當本自動化開關(guān)相關(guān)的所有選擇開關(guān)（1-1，1-2，1-3）都已選擇完成時，按下計算開始按鍵7，開關(guān)信息傳輸?shù)介_關(guān)量采集模塊10，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給微處理器11，經(jīng)過計算后輸出計算結(jié)果到觸摸顯示屏12，完成線路分段自動化開關(guān)定值自動生成。

2.2 10kV線路保護自動化開關(guān)3定值自動生成

10kV線路保護自動化開關(guān)3的定值根據(jù)線路的截流能力來配合設定，選擇開關(guān)3-1可以根據(jù)線路截面的大小設定具體的數(shù)值；

當本自動化開關(guān)相關(guān)的所有選擇開關(guān)3-1都已選擇完成時，按下計算開始按鍵7，開關(guān)信息傳輸?shù)介_關(guān)量采集模塊10，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給微處理器11，經(jīng)過計算后輸出計算結(jié)果到觸摸顯示屏12，完成線路保護自動化開關(guān)開關(guān)定值自動生成。

2.3 10kV用戶進線分界自動化開關(guān)（看門狗）4定值自動生成

選擇開關(guān)4-1配合電流速斷保護的定值自動生成，取電房內(nèi)最大容量配變的速斷保護段定值，并與上一級斷路器電流速斷段定值配合，若電房內(nèi)最大容量配變?yōu)?00kVA及以下時，取一次值1000A，并且有一個自定義的選擇鍵，可以在按下此鍵時，手動在觸摸屏上輸入選擇開關(guān)4-1上沒包括的數(shù)值。

選擇開關(guān)4-2配合定時限過流保護的定值自動生成，取電房內(nèi)所有配變過流定值之和，并與上一級斷路器定時限過流保護段定值配合，并且有一個自定義的選擇鍵，可以在按下此鍵時，手動在觸摸屏上輸入選擇開關(guān)4-2上沒包括的數(shù)值。

當本自動化開關(guān)相關(guān)的所有選擇開關(guān)（4-1，4-2）都已選擇完成時，按下計算開始按鍵7，開關(guān)信息傳輸?shù)介_關(guān)量采集模塊10，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給微處理器11，經(jīng)過計算后輸出計算結(jié)果到觸摸顯示屏12，完成用戶進線分界自動化開關(guān)（看門狗）定值自動生成。

2.4 800kVA及以上配變保護自動化開關(guān)5定值自動生成

選擇開關(guān)5-1可以根據(jù)配變的容量大小設定具體的數(shù)值。

當本自動化開關(guān)相關(guān)的所有選擇開關(guān)5-1都已選擇完成時，按下計算開始按鍵7，開關(guān)信息傳輸?shù)介_關(guān)量采集模塊10，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給微處理器11，經(jīng)過計算后輸出計算結(jié)果到觸摸顯示屏12，完成800kVA及以上配變保護自動化開關(guān)定值自動生成。

2.5 630kVA及以下配變保護自動化開關(guān)6定值自動生成

選擇開關(guān)6-1可以根據(jù)配變的容量大小設定具體的數(shù)值。

當本自動化開關(guān)相關(guān)的所有選擇開關(guān)6-1都已選擇完成時，按下計算開始按鍵7，開關(guān)信息傳輸?shù)介_關(guān)量采集模塊10，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給微處理器11，經(jīng)過計算后輸出計算結(jié)果到觸摸顯示屏12，完成630kVA及以下配變保護自動化開關(guān)定值自動生成。

3 應用效果與總結(jié)

通過實際應用觀察可知，本文所研發(fā)的新型自動化開關(guān)定值自動生成裝置在應用過程中具有較好的效果，應用該裝置可以完成自動計算，極大減輕基層工作人員的任務量，并且有效保證的自動化開關(guān)定值數(shù)據(jù)的準確性，具有計算效率與計算準確度均較高的雙優(yōu)勢，因此具有較為廣泛的應用前景與較為確切的推廣應用價值。

綜上所述，本文立足于配網(wǎng)自動化開關(guān)定制計算現(xiàn)狀，對其進行優(yōu)化與改進，通過研究開發(fā)自動化開關(guān)定值，自動生成裝置完成配網(wǎng)自動化開關(guān)定時的自動計算，從而提高工作效率，有利于降低相關(guān)工作人員的工作量，進一步降低由人工工作人員計算自動化定制所帶來的人力成本。除此之外，通過實際試驗可知該自動化計算生成裝置還可進一步降低由人工計算定值所帶來的錯誤率影響，從而提升自動化定制數(shù)據(jù)的準確性。應用此自動化開關(guān)定制自動生成裝置后，進行定值計算的過程中定值，計算的時間也大大縮短，從而極大的提升定值，工作效率。除此之外，在應用本裝置之后，有利于基層工作人員完成自身工作內(nèi)容，從而減少由自動化開關(guān)運行維護效率過低，所帶來的不良影響。