變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

文/劉劍峰　溫晶晶

本文作者根據(jù)多年以來工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究分析，闡述了這一研究方法的實(shí)施辦法，以便和同行交流與切磋。

【關(guān)鍵詞】診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 變電站 異常發(fā)熱  

1 變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

電力部門目前溫度測(cè)量方法主要有人工測(cè)量和有線測(cè)量。這些方法的缺點(diǎn)和不足是：首先，人工測(cè)量具有很大的危險(xiǎn)性，因?yàn)檫@些被測(cè)的設(shè)備和場(chǎng)所都是高壓、高空、不易接觸的，很容易造成對(duì)測(cè)量人員的傷害。因此單靠人工巡檢，無法消除發(fā)熱事故隱患，成為高壓設(shè)備安全運(yùn)行的監(jiān)測(cè)盲區(qū)。其次，有線測(cè)量雖然避免了對(duì)測(cè)量人員的傷害，但是由于有線測(cè)量的方法是通過線路來傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)，煩冗雜亂的設(shè)備線路使安裝相當(dāng)繁瑣，測(cè)量的靈活性大大降低，線路一旦鋪設(shè)難以更改，且成本也相對(duì)較高隨著無線傳感器技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 ,基于無線測(cè)溫系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)、最有效的溫度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

現(xiàn)今變電站自動(dòng)化程度的提高和自動(dòng)化技術(shù)的推廣，無人值班變電站越來越多。無人值班變電站一般具有變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)、防火防盜系統(tǒng)（遙視）。而對(duì)于一次設(shè)備的重要部位，如隔離開關(guān)觸點(diǎn)、母線街頭的溫度自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，至今還沒有完全實(shí)現(xiàn)。電氣設(shè)備接點(diǎn)發(fā)熱又是變電站安全運(yùn)行的較大隱患。因此變電站無線測(cè)溫系統(tǒng)經(jīng)由計(jì)算機(jī)軟件監(jiān)控并建立資料數(shù)據(jù)庫，可以將設(shè)備測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在電腦屏幕上，并可以在任意時(shí)間內(nèi)向有關(guān)部門提供變電站一次設(shè)備溫度情況，同時(shí)為變電檢修部門提供大量參考數(shù)據(jù)，為變電檢修部門科學(xué)合理的制定設(shè)備檢修計(jì)劃，為變電站供用電管理的應(yīng)變能力提供了有效的幫助。

2 變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)內(nèi)容

2.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集功能實(shí)現(xiàn):

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集終端，根據(jù)用戶的需求安裝到需要測(cè)溫的設(shè)備上，例如：刀閘、母線、開 關(guān)柜、變壓器、電纜溝等電力設(shè)備。通過特定協(xié)議將終端數(shù)據(jù)打包實(shí)時(shí)上傳到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)，最后通過 TCP 協(xié)議經(jīng)由電力公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或其他通道傳輸?shù)椒��?wù)器，由服務(wù)器數(shù)據(jù)采集軟件過濾出相同協(xié)議的數(shù)據(jù)包并解析轉(zhuǎn)換寫入數(shù)據(jù)庫。

2.2 智能通訊終端

現(xiàn)場(chǎng)終端傳入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)，測(cè)溫終端單片機(jī)采用的射頻芯片為美國 TI 公司的CC1100 芯片，并且對(duì)測(cè)溫終端所發(fā)射的無線信號(hào)的屬性會(huì)進(jìn)行定義（特制無線信號(hào)的屬性），當(dāng)定義一個(gè)信號(hào)屬性后，有 1/400 的機(jī)率會(huì)與之相匹配。采集的數(shù)據(jù)打包通過特定的數(shù)據(jù)格式和工業(yè)信道將頻率發(fā)送出去。

2.3 通訊層實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)安全是通訊中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，測(cè)溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊分為三部分：

（1）第一部分為現(xiàn)場(chǎng)終端傳入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)，測(cè)溫終端單片機(jī)，將采集的數(shù)據(jù)打包通過特定的工業(yè)信道將頻率發(fā)送出去。

（2）第二部分現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)管理機(jī)將指定頻率的數(shù)據(jù)收集起來，通過電力公司內(nèi)網(wǎng)或內(nèi)部通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒��?wù)器。

（3）第三部分，服務(wù)器數(shù)據(jù)采集軟件將現(xiàn)場(chǎng)管理機(jī)送達(dá)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾數(shù)據(jù)包，正確數(shù)據(jù)將被指定協(xié)議進(jìn)行解析，解析錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)將被拋棄，安全解析后的數(shù)據(jù)方可存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫。

2.4 系統(tǒng)主應(yīng)用軟件功能實(shí)現(xiàn)

主站軟件系統(tǒng)在以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件平臺(tái)和以系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫為核心的軟件平臺(tái)上建設(shè)，平臺(tái)配置滿足系統(tǒng)功能和性能的要求，能切實(shí)保障系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性，設(shè)備均采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，保證開放性能，能夠滿足不斷優(yōu)化、平滑升級(jí)和投資保護(hù)的需要。

    系統(tǒng)按功能劃分可分為接線圖管理、接線圖顯示、傳感器管理、溫度設(shè)備管理、溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、溫度數(shù)據(jù)分析、溫度報(bào)警級(jí)別管理、溫度報(bào)警類別管理、溫度報(bào)警參數(shù)管理、溫度報(bào)警日志管理。各個(gè)模塊根據(jù)變電站測(cè)溫業(yè)務(wù)緊密耦合在一起。

“大集中”就是將分布在變電站各個(gè)分支機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及其他一些相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集中。事實(shí)上，大集中是依靠科技手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中和數(shù)據(jù)的整合，并通過對(duì)數(shù)據(jù)深層次的挖掘，對(duì)電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析和評(píng)價(jià)，推動(dòng)電力系統(tǒng)向決策科學(xué)化方向邁進(jìn)，提高電力系統(tǒng)的管理水平和工作效率。數(shù)據(jù)集中通過若干標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)調(diào)用為終端數(shù)據(jù)模塊和服務(wù)器端服務(wù)模塊提供開放接口。

2.5 接口設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

接口提供三種實(shí)現(xiàn)方式。MJ232 串口接入方式、RJ45 網(wǎng)口接入方式、2M 通道接入方式等等。

此接口實(shí)現(xiàn)用戶和本系統(tǒng)之間的交互操作，并且通過卡交易服務(wù)器屏蔽各種接入媒體的差異。

接入處理系統(tǒng)向交易服務(wù)器提交各項(xiàng)用戶請(qǐng)求，主要包括：查詢、充值請(qǐng)求信息輸入各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能（例如查詢、修改密碼等）系統(tǒng)具有無線化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、智能化、多功能化的特點(diǎn)，結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和微電子技術(shù)，以嵌入式系統(tǒng)為核心，使用高精度的無線智能傳感器，通過多種可靠的通訊手段，實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便、安全可靠、高性價(jià)比的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)。

系統(tǒng)可采用無線、現(xiàn)場(chǎng)總線、以太網(wǎng)等多種通訊方式相結(jié)合，易于系統(tǒng)的擴(kuò)展。同時(shí)無線設(shè)備的應(yīng)用使安裝十分方便，而且系統(tǒng)更改也十分便利。測(cè)溫系統(tǒng)的成本相對(duì)較低。測(cè)量點(diǎn)和接收點(diǎn)無直接聯(lián)系，無絕緣問題，不受日照或其他光照影響。采用分層、分布、分散式結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定可靠的智能傳感器。簡(jiǎn)便可靠的報(bào)警方式。在線測(cè)量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。性能價(jià)格比高，免維護(hù)性能，可持續(xù)工作5-8 年。

3 結(jié)論

變電站設(shè)備異常發(fā)熱診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有良好的可伸縮性和可擴(kuò)展性，可以根據(jù)業(yè)務(wù)增加磁盤陣列柜，便于擴(kuò)充系統(tǒng)容量。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，方便上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一管理。支持多通道數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，支持多協(xié)議通信。智能預(yù)警、告警，短信，聲音、報(bào)文多形式報(bào)警提供。集中部署，節(jié)省資源，方便統(tǒng)一調(diào)度，推進(jìn)無人值班化變電站。獨(dú)特的數(shù)據(jù)分析，為設(shè)備損耗提供輔助決策信息。無線部署方式，使產(chǎn)品快速安裝，無影響變電站正常工作。良好的設(shè)計(jì)思想，一次設(shè)置，無需特殊維護(hù)。還可以增加通信前置機(jī)的個(gè)數(shù)，以便滿足實(shí)際通訊的需要。

依托先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，無線測(cè)溫系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)資料庫實(shí)現(xiàn)了 24h 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為無人值班的變電站提供了大量的運(yùn)行檢修基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)行人員分析，同時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，把故障消除在萌芽狀態(tài)，提高設(shè)備的健康水平。

作者單位

國網(wǎng)井陘縣供電公司　河北省石家莊市  　050000