高壓開關(guān)柜智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

當(dāng)前配電網(wǎng)的綜合自動(dòng)化正在迅速發(fā)展，變（配）電所都在努力實(shí)現(xiàn)無人值班。開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著頻繁送電、斷電和電能重新分配的繁重任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)和負(fù)荷的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。因此，不僅要求運(yùn)行中的開關(guān)柜要有高度的可靠性，而且還要監(jiān)視開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)。開關(guān)柜智能化的目標(biāo)首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)自檢和自控功能。

開關(guān)柜的智能化要求的功能和內(nèi)容十分廣泛，目前尚無一個(gè)規(guī)范的模式，為了實(shí)現(xiàn)自檢和自控的目標(biāo)，目前主要從以下三方面著手考慮：實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)絕緣特性的監(jiān)視診斷；實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)導(dǎo)電回路性能檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)操作系統(tǒng)機(jī)械性能檢測(cè)。

傳統(tǒng)的開關(guān)柜存在如下缺點(diǎn)：不適應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求，不利于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。本身沒有故障自診斷的能力，只有等到保護(hù)裝置發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)后才能發(fā)現(xiàn)問題。維護(hù)工作量大，設(shè)備可靠性差，不利于提高運(yùn)行管理水平和自動(dòng)化水平。

為了解決傳統(tǒng)開關(guān)柜的不足，需要對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行智能化改造，利用傳感網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)、三維可視化建模技術(shù)的最新研究成果，結(jié)合開關(guān)柜故障檢測(cè)專家知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障診斷預(yù)警；并通過集中檢測(cè)管理模式來降低維護(hù)工作量。

大全集團(tuán)有限公司作為成套電器行業(yè)的龍頭企業(yè)，近些年發(fā)展迅猛，年產(chǎn)值已達(dá)百億規(guī)模。面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，若想保持住此良好的發(fā)展勢(shì)頭，必須要轉(zhuǎn)變市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)手段，提高產(chǎn)品附加值，由單純低端制造向高端制造服務(wù)轉(zhuǎn)變。基于以上原因，大全集團(tuán)抓住機(jī)會(huì)，與國內(nèi)高等院校合作開發(fā)出了符合國網(wǎng)建設(shè)的新一代KYN28-12智能中壓柜。

系統(tǒng)方案介紹

系統(tǒng)總體架構(gòu)：

開關(guān)柜監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的架構(gòu)分為四個(gè)層次：感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層，如圖1所示：

其中，感知層的作用是：實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)信息的感知與收集；傳輸層的作用是：實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)、可靠傳輸；數(shù)據(jù)層的作用是：采集數(shù)據(jù)融合、知識(shí)庫管理；應(yīng)用層的作用是：提供開關(guān)柜監(jiān)測(cè)應(yīng)用服務(wù)。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D：

開關(guān)柜狀態(tài)集中監(jiān)測(cè)：開關(guān)柜內(nèi)各個(gè)傳感器采集到的信息，經(jīng)過信息匯集后，傳送到數(shù)據(jù)采集服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一管理，集中監(jiān)測(cè)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)、故障診斷報(bào)警。為了方便網(wǎng)絡(luò)部署，開關(guān)柜與數(shù)據(jù)采集服務(wù)器間采用無線通信方式。另外通過互聯(lián)網(wǎng)還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。集中監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖2所示：

開關(guān)柜內(nèi)傳感器采用有線傳輸方式：傳感器通過RS232/RS485等方式連入信息匯集器，信息匯集器（基于單片機(jī)）將對(duì)各路異構(gòu)采集信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集服務(wù)器（個(gè)別采集點(diǎn)可以考慮采用無線傳感器，通過無線傳輸方式將采集信息發(fā)送給信息匯集器）。柜內(nèi)傳感網(wǎng)拓?fù)鋱D如圖3所示：

系統(tǒng)主要功能：

開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)（三維可視化）。通過在開關(guān)柜關(guān)鍵位置安裝各類傳感器，可以實(shí)時(shí)采集到開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)各項(xiàng)采集參數(shù)實(shí)時(shí)記錄存檔，通過設(shè)置數(shù)據(jù)安全指數(shù)閥值，做到及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)故障。

建立開關(guān)柜三維模型，以三維模式直觀的展示各傳感器安裝位置，便于追蹤查找報(bào)警信息點(diǎn)。

各個(gè)開關(guān)柜集中管理，及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)故障，并通過多種方式（聲光報(bào)警器、電子郵件、手機(jī)短信等）通知相關(guān)負(fù)責(zé)人。

基于知識(shí)庫的故障診斷。對(duì)開關(guān)柜的重要參數(shù)進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)，不僅可以提供設(shè)備現(xiàn)有的狀態(tài)，而且還能分析各種重要參數(shù)的變化趨勢(shì)，通過基于知識(shí)庫的專家系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)在和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，識(shí)別存在的故障，為設(shè)備的狀態(tài)維修提供依據(jù)，從而增大設(shè)備的維修保養(yǎng)周期，提高設(shè)備的利用率，減少維修保養(yǎng)的費(fèi)用。

開關(guān)柜定檢管理。通過關(guān)鍵件全生命周期管理庫，可以了解到開關(guān)柜中關(guān)鍵件的有效期、檢修周期，保證對(duì)開關(guān)柜中關(guān)鍵件進(jìn)行及時(shí)的檢修、維護(hù)，從而保證開關(guān)柜的可靠運(yùn)行。

同時(shí)為了保證開關(guān)柜的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，企業(yè)提供開關(guān)柜定檢計(jì)劃管理，用戶只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)配置，系統(tǒng)就根據(jù)定檢計(jì)劃自動(dòng)提醒用戶按時(shí)進(jìn)行檢修、維護(hù)，從而防患于未然。

基于遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)的MRO服務(wù)。開關(guān)柜故障種類繁多，僅通過基于知識(shí)庫的故障診斷難以解決所有的現(xiàn)場(chǎng)問題，還需要有經(jīng)驗(yàn)的維修人員來對(duì)故障進(jìn)行深入診斷。通常用戶的維修人員水平不高，設(shè)備故障的排除最終還是需要企業(yè)維修人員來支持；另外用戶業(yè)務(wù)繁多，難以安排專人對(duì)開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有可能導(dǎo)致報(bào)警信息被忽略。

通過遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，可以在企業(yè)遠(yuǎn)端構(gòu)建集中式監(jiān)測(cè)平臺(tái)，安排專人進(jìn)行開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)測(cè)，避免報(bào)警信息被漏掉的情況。另外企業(yè)能夠遠(yuǎn)程了解到開關(guān)柜的實(shí)時(shí)運(yùn)行細(xì)節(jié)，就可以在遠(yuǎn)程進(jìn)行設(shè)備異常會(huì)診，遠(yuǎn)程指導(dǎo)用戶的維修人員來解決大多數(shù)的異常情況（甚至疑難故障），大幅提升維護(hù)支持響應(yīng)時(shí)間，降低用戶設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率。同時(shí)減少企業(yè)維修人員出差次數(shù)，節(jié)約維修成本，提高維修利潤。

基于Webservice的系統(tǒng)集成接口。系統(tǒng)對(duì)外主要采用Webservice技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成接口的封裝、發(fā)布以及其他系統(tǒng)調(diào)用訪問，其他管理系統(tǒng)只需根據(jù)需要調(diào)用本系統(tǒng)提供的Webservice即可實(shí)現(xiàn)集成。

大全集團(tuán)開發(fā)的新一代智能KYN28-12中壓開關(guān)柜可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)絕緣特性的監(jiān)視診斷；實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)導(dǎo)電回路性能檢測(cè)；實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)操作系統(tǒng)機(jī)械性能檢測(cè)，這些功能的實(shí)現(xiàn)必將提高大全產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。我們還將根據(jù)客戶的要求進(jìn)一步完善產(chǎn)品。

（作者單位：大全集團(tuán)有限公司）

參考文獻(xiàn)：

[1]尉耀穩(wěn)，陳軍良.智能化中壓成套開關(guān)設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展.電工技術(shù)雜志，2003.11