一種新型的變電站設備區門狀態在線監測告警系統研制及應用

摘要：為了加強對變電站設備區內門型設施的監管，及時發現長時間處于打開狀態的門型設施，研制了一種新型的變電站設備區門狀態在線監測告警系統，實現一臺主機同時對多個門的開合狀態進行在線監測。當被監測的門超過設定時限仍沒有關閉時，遠程主機系統彈出告警并發出聲光提醒;而當某設備區檢修、門需長時間打開時，可在遠程系統更改延時告警時間或撤銷防護，避免短時重復告警。

關鍵詞：門型設施;開合狀態;在線監測;告警系統;無線通信

0? ? 引言

變電站設備區內門型設施眾多，其中一部分需經五防鎖才能打開操作，另一部分則是僅依靠自身門鎖自由開合操作，后者主要包括端子箱、檢修電源箱、高壓室等設備室門。現今大部分變電站采用無人值班方式，加之運行值班人員有限，無法時刻跟蹤可自由開合的門型設施的開合狀態，時常出現因到站施工人員工作間斷或結束后未關、漏關，或遇到惡劣天氣門型設施被大風吹開的情況。當這些門型設施長時間處于打開狀態下，容易造成大量小動物進入、雨水侵入，使內部二次設備受到損害、受潮，造成設備短路及接地，嚴重影響設備的健康及正常運行。

針對上述狀況，為了加強對變電站設備區內門型設施的監管，及時發現長時間處于打開狀態的門型設施，現研制一種新型的變電站設備區門狀態在線監測告警系統，實現一臺主機同時對多個門的開合狀態進行在線監測。當被監測的門超過設定時限仍沒有關閉時，遠程主機系統彈出告警并發出聲光提醒;而當某設備區檢修、門需長時間打開時，可在遠程系統更改延時告警時間或撤銷防護，避免短時重復告警。

1? ? 應用前景

基于變電站設備區門型設施由于人為或外力原因而長時間打開的情況，研制了一種新型的變電站設備區門狀態在線監測告警系統，可推廣至我局各變電站進行使用，可將遠程主機設置在安保值班室，在日常施工及天氣突變情況下及時反饋設備區門的情況，實現異常情況的快速處理。

2? ? 技術創新點及關鍵點

（1）門上直接加裝輔助開關及傳感器，無需更改原有設計，適用性廣;

（2）采用無線通信技術，傳輸距離遠，避免了使用電纜，節省了成本;

（3）遠程主機能同時對多個設備區門實現集中管理、實時監測、智能告警;

（4）系統可設置延時告警、即時定時啟動或撤銷警報功能，有效避免了在設備檢修需打開門時的重復告警;

（5）變電站內設備區門多、范圍廣，利用該系統即可實現長時間處于打開狀態的門型設施的快速、精準定位，大大縮短了反應時間，有效提高了工作效率。

3? ? 原理和結構

本在線監測告警系統的核心是PLC編程及無線傳輸技術。

PLC編程是一種數字運算操作的電子系統，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。它采用“順序掃描，不斷循環”的方式進行工作，即在PLC運行時，CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束，然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。

目前，電力通信專網大量使用了光纖這種方式組網，一旦出現自然災害，將對光纜的正常運行造成嚴重的威脅，很可能出現光纜大面積中斷的情況，而光纜的搶修又要在條件滿足的情況下進行，需要的時間比較長，這將對電網的安全運行造成嚴重影響。本裝置應用的是模擬微波無線傳輸技術，即把信號直接調制在微波的信道上，通過天線發射出去，監控中心通過天線接收微波信號，然后再通過微波接收機解調出原來的信號。這種傳輸方式具有造價便宜、施工安裝調試簡單的優點。

如圖1所示，本在線監測告警系統整體主要可以分為3個部分，包括：（1）遠端行程開關，感知門的狀態后把信號傳輸給無線發射模塊;（2）無線接收模塊，接收三個發射器發出的信號，再將信號傳給PLC處理;（3）PLC、觸摸屏模塊，PLC將處理過的信號反饋給觸摸屏，在觸摸屏上編好程序，不同編號的門打開時，它能在屏幕上正確提示，同時報警燈會亮，蜂鳴器發出聲音。

（1）首先每個門上需安裝行程開關或檢測光電，同時把信號接入遠程IO模塊，遠程IO模塊附帶IO輸入點，通過無線信號反饋至監控中心的控制箱內的遠程模塊，控制箱內的模塊接收到信號，從而判斷當前檢測門的開合狀態。

（2）每個門配置一個行程開關（檢測光電）和一個遠程IO模塊，并給每個遠程模塊提供電源插座供電。

（3）控制電箱內裝有一個總斷路器2P C16A、一個分斷路器1P C2A、一個100 W開關電源，電源供電給觸摸屏、中繼、指示燈。面板開孔放置一個急停按鈕、一個電源選擇開關、一個電源指示燈、一個蜂鳴器（報警器）。

（4）觸摸屏顯示監控頁面，監控當前門狀態，設置延時報警、定時啟動和關閉的程序，建立報警記錄表，設置進入等級權限，防止誤操作清零數據。

通過以上原理，檢測開關就被檢測的門是否打開，通過遠程無線信號反饋給主機，主機判斷分析，發出聲光警報，顯示報警位置;PLC正確記錄數據，并在觸摸屏顯示讀寫狀態，無需人工前往被檢測門前查看，從而實現了監控及遠程查看和操作的功能。

4? ? 結語

變電站設備區門型設施內設備的安全運行及使用壽命，與小動物侵害及周圍環境影響有密切的關系，而每一道門作為與外界隔離的第一道關卡，確保在無人工作的情況下保持關閉狀態尤為重要。一種新型的變電站設備區門狀態在線監測告警系統正是為實時監測各道門的狀態而研制，它使運行人員能以最短的時間收集各道門的狀態信息，有效快速地處理好門型設施的非正常關閉狀態，為內部設備提供良好的運行環境。

[參考文獻]

[1] 王懿.無線通信技術及在電力通信專網中的應用[J].通訊世界，2016（6）：41-42.

收稿日期：2019-11-26

作者簡介：黎同浪（1990—），男，廣東云浮人，變電站值班員，助理工程師，研究方向：變電運行。