變電站線路事故跳閘遠程報警裝置的設計與應用

呂菊平

摘要：單片機技術發展前景較好、技術穩定、價格低廉、兼容性佳，而且其內部硬件資源結構較佳、I/O端口較多且容量比較大，所以本文以某供電企業為例分析，然后明確了變電站線路事故跳閘遠程報警裝置設計及應用要點，主要目的為及時檢測故障點，借助I/O端口發送信息、接收信息，為用戶提供穩定、可靠的電能，滿足用戶的用電需要。

關鍵詞：變電站;線路事故;跳閘;遠程報警;裝置設計

一、變電站線路事故案例情況分析

以某縣級供電企業為例進行分析，為35kV無人值守變電站，其電力設施為主要部分，10kV配電網監控的信息量比較大，而且通過信息分類管理、分層管理、分屏管理等處理。事故跳閘報警、異常信息報警不能很好的區分，電網事故信息附帶及次要信息淹沒問題比較常見，且會使得較多信息誤報、漏報及錯報等，這時必然會對相關監控人員造成直接影響，不能及時準確評判跳閘事故、及時上報運維班組工作人員及時采取對應的措施處理問題，從而引發大面積長時間停電的現象。如此一來，不但會對正常生產、用戶生活構成不利的影響，同時不能確保社會的安定，會在不同程度上增加用戶投訴的概率。通過研究發現2016年一年內礦區供電分公司10kV配電故障次數總計210次，其中漏報、誤報分別為15次、66次。運維班前往管轄站最大范圍為55km，所以誤報漏報情況的發生要求相關工作人員前往站內對相關設備進行巡查，此時必然會加大巡線人員的工作量、工作壓力，以及供電企業成本，并會對供電企業供電的安全性、穩定性，乃至公司生產和經營等多個方面構成嚴重威脅，所造成的影響無法估量、需引起重視。

需要注意的是，調度數據網可在SDH之上完善的IP技術機制，網絡結構包括核心層、匯聚層、接入層幾個部分，經對不同管轄站設備排查發現，遙信信號抗干擾能力較弱，斷路器設備輔助觸點操作后易受到振動因素所影響，產生輔助觸點接觸不良的狀況。與此同時，設備長時間運行的過程會發生通信網關、通信雙絞線插頭氧化等相關故障問題，而這也是導致測控裝置間隔通信中斷、路由器——光端機光纖衰耗的基本原因。上述情況下還會造成監控信息漏誤報及頻報的狀況，因調度監控中心可對不同管轄站設備加以監視、控制，故此若沒有實現調度、供電部門間信息共享，則不能加強聯系、溝通，會使得停電線路無法在第一時間得到有效處理，從而加大故障范圍并致使設備受損程度嚴重。

二、變電站線路事故跳閘遠程報警裝置設計關鍵點

其一，該裝置主要包括：10kV配電網事故跳閘信號屏、PC服務器遠程監控平臺，系統分析又可分為后臺任務、事件導出，其中后臺任務重點負責采集后臺數據，經HSDA接口、TSDA接口采集事故跳閘信號實時數據，然后通過數據處理、儲存器，以及通信和GSM等模塊處理。軟件架構有前臺展示、后臺任務部分，使用遠程對象調用技術、Java數據庫，實現數據交互的效果。

其二，采用數據處理模塊可對接收的數據信號加以評判，在此之后經串口——GSM模塊發送高電平，利于技術讀取SIM信息、于手機發送報警信息。報警存在移動、聯通2種發送形式，能夠減少漏發問題的發生。報警信息發送至值班人員手機、10kV配電網事故跳閘信號屏，可以清晰的觀察到不同配電線路事故跳閘系統狀態，相關工作人員經信號屏或是手機，均可對某一路事故跳閘進行客觀評判，以此使得值班人員在第一時間準確掌握變電站相關信息，對輸電線路故障所致停電事故作以處理。變電站10kV配電線路運行事故跳閘信號屏，應用的為鋁合金型材，信號屏單元有邊框、PCB面板，以及彩印設備線路圖層、跳閘指示燈等。其中邊框為綠合彩材質、四周存在卡條，系統圖層方面會使用印刷的形式進行制作;而一次系統圖存在開關可發揮雙色LEF燈的作用，設備線路運行良好呈“紅色”、事故跳閘顯示“綠色”。邊框、面板間布設了能夠拆卸的結構，鋁合金邊框表面能使用電鍍技術工藝，四周使用平開斷料呈斜角切割對接，斷料儲存誤差<1.8mm，以橫豎桿螺絲進行連接即可。屏面為變電站一次設備系統10kV配電線路、分布層數為2層，板面安裝可通過自扣式連接口、螺栓保持連接的狀態，不但能對板面加以調節，而且屏面件能夠借助固定插槽方式安裝，如此利于顯示元件雙色LEF燈光，屏面斷路器LED燈均設置為一次設備運行的狀態，可以實時顯示出變電站不同線路開關運行的狀態。除此之外，燈體面、屏體處于相同平面，為紅燈/綠燈的狀態，系統控制電路應用的為16位單片機，有助于確保事故處理的效率，減輕工作人員的工作量。

三、變電站線路事故跳閘遠程報警裝置的應用

首先，在分閘前5s有無發生安全事故加以了解，若是未觀察到異常則為正常分閘;對分閘后10d有無產生合閘情況進行分析，未見合閘即為故障跳閘，發生合閘則應該對是否分閘作以研究，如果為未分閘的狀態表示重合成功，反之為分閘重合不成功。這時，建議將重合不成功故障跳閘信號，借助GSM模塊的作用發出報警信號，以此確保故障跳閘、操作分閘識別工作效率，故障判定的時間控制在2min左右。同時需及時自動記錄事故跳閘事故相關信息，將時間存儲到存儲器中。其次，遵循保護規則庫要求進行記錄、報警處理，斷路器分閘、存在保護動作信號，即可判定為故障跳閘;一段時間內斷路器重復分合閘，對反復動作加以保護，能夠評判為檢修調試;若存在開關信號、沒有保護信號，則為正常分閘;RTU保護動作存在保護動作信號，表示故障跳閘;站內同時產生多個斷路器分閘情況，能同時保護信號動作代表無故障;一段時間站內有較多斷路器合閘、沒有保護動作，可以評判為接地試拉、無故障。其三，系統控制電路通過單片機、時鐘，以及復位、存儲器和事故跳閘指示燈等模塊構成。MA232構成了全雙工串行通信電路RXD端口、TXD端口，連接單片機I/O 10接口、I/O 11接口經計算機連接，如此利于很好的顯示出變電站10kV線路事故跳閘信號，及時查詢、打印報表相關信息，具有操作簡便、成本低、不需維修等方面優勢。應用電腦軟件對遠端管理監控效果較好，因而能夠將公司內網安全管理系統終端管理、 網絡管理融合，達到集中遠程監督、控制的目的，變電站/調度中心電力自動化系統、連接相聯系起來，有助于獲得數據實時共享的效果。其四，語音報警器編程語音模塊通過AD語音報警模塊構成，該模塊應答音頻文件處于TF卡根目錄，語音文件返回命名后TF卡、單片機會選用二線串口的凡是通信，和P0.3和P0.4引腳進行連接。值得一提的是，這一模塊作為能反復擦寫語音內容大容量存儲模塊，利于自動識別語音文件，最多能夠存放500段以上的語音。單片機使用CLK時鐘、DI數據線發送數據，旨在對模塊加以嚴格的管控，單片機發送音頻地址后就可以觸發音頻。

不同音頻地址、命令碼、內容情況分析：（1）命令碼0x0001、語音地址1，觸發狀態、文件名分別為：播放首段語音、0001街王莊042.ad4;（2）命令碼0x0002、語音地址2，觸發狀態、文件名分別為：播放第二段語音、0002二社038.ad4;（3）命令碼0x0003、語音地址3，觸發狀態、文件名分別為：播放第三段語音、0003馬莊036.ad4;（4）命令碼0x0004、語音地址4，觸發狀態、文件名分別為：播放第四段語音、0004北陽臺032.ad4;（5）命令碼0x0005、語音地址5，觸發狀態、文件名分別為：播放第五段語音、0005園區033.ad4;（6）命令碼0x0006、語音地址6，觸發狀態、文件名分別為：播放第六段語音、0006煤化035.ad4;（7）命令碼0x0007、語音地址7，觸發狀態、文件名分別為：播放第七段語音、0007寶峰037.ad4;（8）命令碼0x0008、語音地址8，觸發狀態、文件名分別為：播放第八段語音、0008彭楠041.ad4;（9）命令碼0x0009、語音地址9，觸發狀態、文件名分別為：播放第九段語音、00091號接地變032.ad4;（10）命令碼0x0010、語音地址10，觸發狀態、文件名分別為：播放第十段語音、0010 2號接地變033.ad4。通過改造發現配電網運行監測能力得以提高，不會受到活動范圍所影響，特別為無人變電站用戶能在較短時間響應，能縮短停電時間、確保配電網供電的穩定性，同時節省維修的費用。

結束語：

變電站線路事故跳閘遠程報警裝置的應用，能及時采集無人變電站終端跳閘事故信息，作以監控、分析和記錄等處理，便于運維人員、線路班組人員在第一時間處理事故問題。如此一來，可降低值班人員的工作壓力，提升電網運行的安全性及穩定性，同時利于減少人力資源、物力資源、財力資源的投入，更好的維護供電企業的經濟效益，滿足人們的用電需求。

參考文獻

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