一種快速判斷開關(guān)回路故障范圍的智能終端的研制

樊國盛 梅成高 韓莎 祝遠(yuǎn)來

摘要：目前，由于早期的變電站開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)和回路元件老化，容易發(fā)生開關(guān)機(jī)構(gòu)故障、分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、操作回路異常等故障現(xiàn)象，當(dāng)開關(guān)操作失敗后，需要保護(hù)、開關(guān)檢修兩個(gè)專業(yè)的人員趕到現(xiàn)場進(jìn)行檢修，再根據(jù)排查結(jié)果對(duì)故障范圍進(jìn)行討論判斷分析，導(dǎo)致停電檢修時(shí)間長，且耗費(fèi)大量人力、物力，影響恢復(fù)供電的及時(shí)性。針對(duì)開關(guān)控制回路斷線的問題，研究了一種能快速判斷開關(guān)控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時(shí)間，節(jié)省現(xiàn)場維護(hù)的人力、物力，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視判斷。

關(guān)鍵詞：開關(guān)回路;快速判斷;故障判斷;設(shè)備檢修

1? ? 現(xiàn)狀分析

電力系統(tǒng)的供電保障有著極其重要的意義，如果說停電是在所難免的，那么停電故障的排除就有著非同尋常的作用。快速排除故障，盡早恢復(fù)供電，是電力行業(yè)一直努力的方向。隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，故障排除工作中逐步導(dǎo)入了新技術(shù)和新型設(shè)備。新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)快速排除故障起到了非常重要的作用。

在早期的變電站開關(guān)設(shè)備中，元件老化，故障較多，但不能立即完成換型改造，需結(jié)合經(jīng)濟(jì)投資或停電難易進(jìn)行改造，所以給日常運(yùn)行維護(hù)帶來了極大的不便，但我們可以從技術(shù)上優(yōu)化故障消缺時(shí)間。鑒于此，在充分總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了一套開關(guān)控制回路斷線故障快速判斷智能終端，解決了開關(guān)設(shè)備故障判斷的問題，為檢修工作贏得了時(shí)間。

2? ? 研究目的和必要性

在變電站設(shè)備的實(shí)際維修過程中，回路元件老化是難免的，由此而引起的故障包括分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、開關(guān)機(jī)構(gòu)失靈以及其他回路故障等。當(dāng)開關(guān)操作失敗后，需派一次、二次兩個(gè)專業(yè)的維修人員去現(xiàn)場檢查，盡快處理消缺，恢復(fù)停送電。兩個(gè)專業(yè)的維修人員在各自的專業(yè)范圍內(nèi)，各自去分析判斷故障范圍，交流對(duì)于故障原因的看法。由于專業(yè)水平的高低不同，這種現(xiàn)場交流會(huì)有種種問題出現(xiàn)，從而延長了故障排除時(shí)間。特別是對(duì)于那些故障點(diǎn)不明顯、不確定的問題，常常需要長時(shí)間的排查和討論分析才能得出結(jié)論，導(dǎo)致停電檢修時(shí)間長，且耗費(fèi)大量人力、物力，從而影響恢復(fù)供電的及時(shí)性。停電時(shí)間的延長，不但增加了經(jīng)濟(jì)上的損失，也會(huì)帶來一些不好的社會(huì)影響。所以，縮短停電時(shí)間，加強(qiáng)供電保障，是電力人多年來的努力方向。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，對(duì)于這樣延遲時(shí)間還沒有解決的問題，必須開發(fā)出新的技術(shù)來解決。

針對(duì)開關(guān)控制回路斷線的問題，我們研究了一種能快速判斷開關(guān)控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時(shí)間，節(jié)省現(xiàn)場維護(hù)的人力、物力。在智能終端的幫助下，一般的專業(yè)人員就能快速判斷故障部位，從而盡早排除故障，甚至無需兩個(gè)專業(yè)的維修人員到場，只需一個(gè)專業(yè)人員就能解決問題。

3? ? 快速判斷的實(shí)現(xiàn)方式

這個(gè)智能終端是采集合閘和分閘出口處端子的電壓，根據(jù)電壓變化的情況，判斷故障的部位和大致范圍（圖1）。當(dāng)開關(guān)操作失敗時(shí)，若想分閘或合閘的出口端子為正電，正電進(jìn)入智能終端，可分析判斷出斷路器操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)二次回路故障，僅需一次開關(guān)檢修人員趕赴現(xiàn)場處理;若想分閘或合閘的出口端子為負(fù)電，負(fù)電進(jìn)入智能終端，僅需二次檢修人員現(xiàn)場檢查保護(hù)裝置操作箱或至斷路器操作機(jī)構(gòu)二次回路。

這個(gè)終端采用以太網(wǎng)連接線，連接開關(guān)設(shè)備和后臺(tái)監(jiān)控器進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視判斷（圖2）。必要時(shí)，可以連接互聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離沒有限制。智能終端運(yùn)行LINUX系統(tǒng)，功能擴(kuò)展方便，互聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)傳輸快速、準(zhǔn)確。路由器可以連接局域網(wǎng)，也可以連接互聯(lián)網(wǎng)。由于LINUX系統(tǒng)的強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)功能，這些連接都很方便、快速、準(zhǔn)確。

圖2中，光耦接收到正的或負(fù)的電壓時(shí)，光耦副邊導(dǎo)通，信號(hào)傳輸給LINUX主板，主板分析判斷后，將信號(hào)傳輸給以太網(wǎng)端口。后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備可以放在任何一個(gè)有互聯(lián)網(wǎng)的地方，當(dāng)需要互相交流時(shí)，這就顯得格外方便實(shí)用了。交流故障維修信息，對(duì)于提高維修水平具有積極作用，特別是和設(shè)備的生產(chǎn)廠家及設(shè)備高級(jí)專業(yè)維修人員交流時(shí)，這個(gè)聯(lián)網(wǎng)功能就更加重要。高級(jí)專業(yè)維修人員指導(dǎo)一般維修人員去排除故障，這在實(shí)際工作中所起的作用非常大。有了聯(lián)網(wǎng)的功能，可以讓任何人在任何地方去查看設(shè)備的故障信息。由后臺(tái)監(jiān)控得到的信息，基本可以初步確定故障原因和大致范圍。如果有錄波信息，還可以查看錄波信息，對(duì)于故障的判斷就更加準(zhǔn)確了。有了這個(gè)初步的判斷，派去現(xiàn)場的人員就會(huì)有針對(duì)性，不會(huì)浪費(fèi)人力資源和設(shè)備資源。

4? ? 結(jié)語

總之，開關(guān)控制回路斷線故障快速判斷智能終端的開發(fā)成功，為變電站的設(shè)備維修提供了一種簡單快速的輔助裝置，極大地提高了維修效率，減少了維修人員工作量，有效集中了維修資源，為快速協(xié)同分析設(shè)備故障提供了一個(gè)很好的解決方案;而LINUX系統(tǒng)強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能，為將來的功能擴(kuò)展和更多設(shè)備綜合聯(lián)網(wǎng)提供了良好的基礎(chǔ)。總之，該智能終端的研發(fā)為電力行業(yè)整體維修水平的提高做出了積極貢獻(xiàn)。

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收稿日期：2019-12-10

作者簡介：樊國盛（1986—），男，貴州興義人，高級(jí)工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)。