變電站壓板狀態監測與遠程巡檢管理

周勇軍，達娃倫珠，董智華

（國網拉薩供電公司，西藏 拉薩 850000）

0 引言

壓板是電力系統非常重要的二次設備，在變電站相關電力設備都已不同程度實現智能化的形勢下，壓板的智能化管理還是未有大的發展。目前，變電站壓板的管理還是采用傳統的方式，周期性地進站巡檢，消耗人力物力，人為比對容易發生錯漏，巡檢效率低，效果不好，在提倡智能化、無人化管控的大時代，這種管理方式已經不能滿足生產的需求。

本文介紹的裝置能夠在不影響變電站正常運行（即不停電、不更換）的情況下，采用非電量原理，實現對二次壓板的狀態監測和智能化管理。

1 系統構成

壓板遠程巡檢管理系統主要包含壓板狀態采集裝置、無線貓、云服務器以及應用軟件。壓板狀態采集裝置實現站端壓板的狀態采集，包括傳感器、狀態采集器、控制器。在完全不影響二次壓板所在的保護、功能、出口回路的情況下，根據壓板投退時的機械動作和位置，將二次壓板的投入、退出狀態采集上來，在變電站端各保護測控屏上各安裝壓板狀態采集器與壓板控制器，采集上來的投入、退出狀態首先匯集至該壓板狀態采集器，再通過網絡、RS485通信的方式將這些狀態發送至上位機管理系統，壓板控制器負責全站壓板的集中采集并通過無線貓將數據通過4G公網進行轉發。云服務器實現數據的管理以及應用服務、Web服務等功能，巡維人員能夠在巡維中心通過Web訪問或移動APP的方式實現對壓板狀態的遠程巡檢。

圖1 壓板狀態監視及管理系統網絡結構圖

2 硬件設計

2.1 非電量監測傳感系統

非電量監測傳感器系統包括導軌模塊和感應模塊，感應模塊安裝在壓板拉手上，導軌模塊粘貼在壓板的上方或下方。導軌模塊可根據一排壓板的數量、間距進行調整安裝；感應模塊根據設備類型及結構形式采用不同的感應形式，實現對設備狀態的監測。

圖2 非電量監測傳感系

2.2 狀態采集器

壓板狀態采集器實現單元屏柜壓板狀態的集中收集，通過單向通信的方式與非電量監測傳感系統通信，壓板狀態采集器將收集的壓板狀態通過RS485、網絡等形式上送至壓板控制器。

圖3 壓板狀態采集器

2.3 控制器

控制器通過RS485與所有狀態采集器進行通信，集中讀取全站壓板的狀態。

圖4 壓板控制器

2.4 云服務器

通過移動公網與各變電站內無線貓通信，實時獲取各變電站壓板控制器信息，進行統一的存儲、管理和發布。云服務器還負責向Web端和移動APP實時推送各變電站壓板的狀態等信息。

3 應用軟件

應用軟件主要實現壓板狀態的管理，包括壓板狀態的實時監視、壓板巡檢功能的實現、壓板變位記錄等功能。通過云服務器Web發布，能夠在巡維中心通過PC端進行Web查看或者移動APP查看。主要功能如下：

圖5 圖形化顯示

（1）圖形化顯示設備狀態，可按變電站、保護室、屏柜分層級顯示，與現場排布保持一致，實時顯示設備的投、退、異常等狀態信息，一目了然。

（2）壓板總數量、各種狀態的數量統計。

（3）自動記錄二設備操作、變位等信息，可按照時間、設備關鍵詞進行空開及壓板的操作和變位歷史記錄查詢。

（4）壓板巡檢功能，可設置為定時自動巡檢或手動巡檢，巡檢依據采用運行方式模板，生成巡檢報告，并可打印存檔。

4 系統特點

（1）不停電改造，施工靈活方便。對于改造站，不用停電，無需改動原有空開或壓板，安裝時也不會改變設備的原有狀態。狀態檢測裝置安裝方便，不受設備類型、間距、數量的約束。

（2）采用非電量檢測原理。采用非電量感應原理實現狀態檢測，不會影響設備的自身信號，安全可靠。

（3）遠程巡檢管理。本系統通過無線公網將壓板狀態上送至云服務器，能夠通過 Web訪問、移動 APP的方式實現壓板的遠程巡檢。

5 實施方案

5.1 控制器

控制器采用標準 1U機箱規格設計，直接安裝在保護屏柜空面板處，控制器一般選定在主控制室進行安裝。

圖6 控制器安裝示意圖

5.2 狀態采集器

每面保護屏上安裝一臺狀態采集器，安裝采用貼裝的方式，其中，安裝底座貼裝于屏體表面，狀態采集器本體通過卡扣安裝于安裝底座上，方便維護。

圖7 狀態采集器安裝示意圖

采集器接至屏內接線端子的連接線（電源、 RS485）通過保護屏面板的固定螺絲孔或面板之間的縫隙穿過至屏后。與狀態傳感器的連接線采用線槽隱藏。

5.3 導軌式傳感器

導軌式傳感器分為導軌模塊的安裝以及磁鋼支架的安裝。針對壓板的安裝時，首先使用防護套保護壓板狀態，避免安裝過程中誤動壓板。導軌模塊采用雙面膠粘貼的方式安裝在壓板的上方或下方，導軌模塊內部傳感子模塊根據壓板的拉手位置可進行左右調整，可適應不同的間距；感應附件根據壓板的類型（線簧式壓板和連片式壓板）選擇相應的感應附件直接卡裝在壓板拉手上，并可調整方向和位置。導軌模塊與采集器之間的接線通過線槽隱蔽。

圖8 壓板防護套安裝示意圖

圖9 軌道式狀態傳感器安裝示意圖

圖10 線簧式壓板感應附件

圖11 連片式壓板感應附件

6 結束語

目前，二次壓板的常規管理由運行人員定期檢查，沒有專門對壓板的監控、采集輔助管理手段，造成巡維人員工作負荷大，工作效率低。本方案采用建立保護壓板等二次設備圖模數據，實現其狀態的實時采集；有操作記錄，方便提供事件的可追溯性；并在狀態監測的基礎上，實現二次設備狀態遠程巡視等功能，實施后能提高巡維人員工作效率，減少人員損耗與系統經濟支出。本方案主要是通過移動辦公，具有靈活、簡單、人性化特點，實施后符合智能化、自動化建設需求，實現規范化管理，能提高巡維人員工作效率，減少人員損耗，最終減少系統經濟支出。