高壓開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

葉宇超 潘振權(quán) 姜曉雷 沈聰 王發(fā)明

摘要：高壓開關(guān)作為在電力系統(tǒng)中起著關(guān)合及開斷電力線路作用的重要設(shè)備，其能否安全可靠運(yùn)行直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電可靠性，本文主要設(shè)計(jì)一款高壓開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的實(shí)時(shí)分合狀態(tài)、實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)事故跳閘信息的監(jiān)測以及開關(guān)的參數(shù)、歷史缺陷情況、發(fā)熱情況、事故跳閘次數(shù)、分合動作次數(shù)等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查閱，提高對故障的反應(yīng)速度。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān);監(jiān)測系統(tǒng);設(shè)計(jì)

一、緒論

隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，變電站設(shè)備安全運(yùn)行的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性愈發(fā)顯得重要。變電站除了變壓器外，最主要的核心設(shè)備就是高壓開關(guān)，開關(guān)作為變電站的重要電氣設(shè)備，擔(dān)負(fù)著分合電力線路、保護(hù)系統(tǒng)安全的雙重作用。但是，目前變電運(yùn)維人員對變電站開關(guān)類設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)的了解手段還只停留于查閱系統(tǒng)、臺賬以及日常的巡視，這已經(jīng)跟不上電力行業(yè)的快速發(fā)展，也暴露出越來越多的缺陷。如果不在工作日，就無法隨時(shí)隨地地對開關(guān)進(jìn)行跟蹤，如果急需查看某個(gè)具體開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)以及歷史數(shù)據(jù)就無法實(shí)現(xiàn)。

所以通過一個(gè)軟件的研發(fā)對開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查閱、在線閱讀已成為一個(gè)必然趨勢。

國外對高壓開關(guān)在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究開發(fā)較早，高壓開關(guān)在線監(jiān)測技術(shù)正逐步進(jìn)入實(shí)用化階段。其實(shí)現(xiàn)手段是通過在高壓開關(guān)中引入微處理器，對一些能夠反映高壓開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)進(jìn)行長期連續(xù)地監(jiān)測。不僅可以監(jiān)視設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，還可以分析某些重要參數(shù)的變化趨勢，捕捉潛在的合已經(jīng)存在的故障，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供依據(jù)。國內(nèi)目前也有諸多高校在研究高壓開關(guān)的綜合在線監(jiān)測。如西安工程大學(xué)研究的“高壓開關(guān)柜綜合在線監(jiān)測與故障診斷”首次集成實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)柜柜體內(nèi)溫濕度、小車位置、接地開關(guān)、斷路器分合狀態(tài)、觸頭濕度等參量的在線監(jiān)測以及高壓開關(guān)的故障診斷。本文與上述國內(nèi)外研究的側(cè)重點(diǎn)不同，本研究主要是開發(fā)一種掌上軟件，可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的實(shí)時(shí)分合狀態(tài)、實(shí)時(shí)潮流數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)事故跳閘信息的監(jiān)測以及開關(guān)的參數(shù)、歷史缺陷情況、發(fā)熱情況、事故跳閘次數(shù)、分合動作次數(shù)可以隨時(shí)的追蹤調(diào)閱。

二、相關(guān)技術(shù)

對于本電力指標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)，Web Scraping可以在小流量的情況下，通過HttpWebRequest請求所要獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)的頁面，由HttpWebResponse接受返回的報(bào)文，接著由StreamReader來讀取指標(biāo)數(shù)據(jù)到HtmlDocument中，最后通過SelectNode（）方法搜索需要指標(biāo)數(shù)據(jù)所在的標(biāo)簽ID捕獲需要的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或指標(biāo)信息，并保存到數(shù)據(jù)庫中，再通過數(shù)據(jù)庫語句查詢后加載到高壓開關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、主要功能

結(jié)合運(yùn)維檢修人員的需求，及SCADA系統(tǒng)的特性，設(shè)置如下四個(gè)功能：

報(bào)警閾值設(shè)置：系統(tǒng)會自動從系統(tǒng)中獲取到所有線路下的高壓開關(guān)，工作人員點(diǎn)擊具體每一個(gè)高壓開關(guān)，可以設(shè)置該高壓開關(guān)電流，有功和無功數(shù)據(jù)的報(bào)警閾值。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測：系統(tǒng)通過模擬HTTP請求，實(shí)時(shí)訪問SCADA系統(tǒng)獲取E文件，然后通過解析E文件來獲取實(shí)時(shí)的高壓開關(guān)的電流，有功和無功數(shù)據(jù)。

自動發(fā)送短信通知：系統(tǒng)在獲取到實(shí)時(shí)的電流，有功，無功數(shù)據(jù)后，與之前工作人員設(shè)置的閾值進(jìn)行對比，如果獲取到的指標(biāo)超過設(shè)置的閾值，則系統(tǒng)將通過協(xié)同辦公系統(tǒng)發(fā)送提醒短信，及時(shí)告知工作人員該高壓開關(guān)數(shù)據(jù)異常，不需建立數(shù)據(jù)庫。工作人員在收到短信后就能及時(shí)的了解到高壓開關(guān)數(shù)據(jù)異常，能夠及時(shí)的去排查處理。如此，工作人員不需要被動在守在系統(tǒng)前，手動實(shí)時(shí)查詢異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將主動捕捉到異常數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提醒工作人員，減少工作量的同時(shí)及提高反應(yīng)速度。

高壓開關(guān)異常備注：工作人員可以對每個(gè)高壓開關(guān)進(jìn)行備注，比如該高壓開關(guān)什么時(shí)候投入使用，歷史的異常情況記錄和其他需要備注的信息。這樣工作人員可以方便的了解到該高壓開關(guān)投入使用后所有的備注信息。

四、結(jié)語

本文結(jié)合運(yùn)維檢修人員的需求，及SCADA系統(tǒng)的特性，設(shè)計(jì)了一款高壓開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，主要具備報(bào)警閥值設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測、自動短信發(fā)送及異常情況備注四大功能，大大提高了運(yùn)維人員的工作效率及對異常情況的反應(yīng)速度。

參考文獻(xiàn)：

[1]柏松，楊振輝，柏鎮(zhèn).高壓直流電監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國設(shè)備工程，2018（01）：148-151.

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項(xiàng)目：本文由國網(wǎng)寧波供電公司創(chuàng)新咨詢項(xiàng)目“一種高壓開關(guān)實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)在線監(jiān)測閱讀軟件的開發(fā)研究”資助