0引言

高壓開(kāi)關(guān)柜作為直接面向用戶(hù)供電的設(shè)備,其可靠性直接關(guān)系到供電質(zhì)量和可靠性。開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部過(guò)熱現(xiàn)象已成為開(kāi)關(guān)柜使用中的常見(jiàn)問(wèn)題,由于開(kāi)關(guān)柜體的密閉性,在一些負(fù)荷較重的地區(qū),存在開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo)問(wèn)題^[1]。開(kāi)關(guān)柜的溫升超標(biāo),直接影響設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,而且過(guò)熱問(wèn)題是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程,文獻(xiàn)[2]指出,如果不加以控制,過(guò)熱程度會(huì)不斷加劇,并對(duì)絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響,嚴(yán)重威脅著開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全。為推動(dòng)數(shù)字化電網(wǎng)轉(zhuǎn)型、保障電網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,在線測(cè)溫裝置應(yīng)運(yùn)而生,且愈發(fā)重要,其可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常、發(fā)出報(bào)警信號(hào),有效防止開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)熱造成故障^[3]。

按照《廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司提高開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行可靠性工作方案》要求,珠海供電局已經(jīng)基本完成全部變電站開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫裝置安裝工作,并把溫度上送至調(diào)度端,進(jìn)行24 h監(jiān)盤(pán),以便珠海供電局運(yùn)行及檢修單位及時(shí)獲得觸頭溫度異常信息,及時(shí)開(kāi)展異常巡視及檢修工作。

由于溫度涉及調(diào)度的運(yùn)行方式,當(dāng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)異常時(shí),需要安排運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)盤(pán),這就造成了人員緊張^[4]。

另外,測(cè)溫系統(tǒng)涉及傳感器、采集器、防火墻、規(guī)約等很多元器件,出現(xiàn)數(shù)據(jù)故障時(shí),難以判斷哪個(gè)元器件存在問(wèn)題,如等待廠家人員來(lái)檢查,不但需要時(shí)間,還會(huì)因?yàn)閺S家的手提電腦給網(wǎng)絡(luò)安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。因此,急需一種專(zhuān)用數(shù)據(jù)檢測(cè)工具來(lái)提高缺陷處理的效率。

1檢測(cè)儀工作原理

1.1 溫度數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程

10 kv高壓開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫裝置采集斷路器觸頭溫度后,將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)RS485總線傳輸至測(cè)溫管理裝置,測(cè)溫管理裝置將信息同步傳輸至測(cè)溫系統(tǒng)主站及變電站內(nèi)交換機(jī),交換機(jī)獲取數(shù)據(jù)后逐級(jí)上送,通過(guò)站內(nèi)綜合處理模塊、二次安防交換機(jī)、縱向加密裝置后傳輸至路由器,路由器發(fā)送數(shù)據(jù)至調(diào)度中心數(shù)據(jù)網(wǎng),上報(bào)至省公司電科院采集服務(wù)器。在線測(cè)溫系統(tǒng)組網(wǎng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

1.2檢測(cè)儀工作原理

針對(duì)測(cè)溫裝置數(shù)據(jù)上送流程,開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)專(zhuān)用檢測(cè)儀有兩種檢測(cè)方式,如圖2所示。

方式一:在變電站交換機(jī)處接入網(wǎng)線,通過(guò)RJ45網(wǎng)口連接61850終端,調(diào)用IEC 61850通信協(xié)議,讀取測(cè)溫管理裝置內(nèi)對(duì)應(yīng)ICD數(shù)據(jù)文件,獲得站內(nèi)溫度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及各開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)O此方式兼容各個(gè)廠家ICD文件,若存在異常數(shù)據(jù)便可即時(shí)判定,以維護(hù)系統(tǒng)安全。

方式二:在RS485總線接入測(cè)溫管理裝置處連接檢測(cè)儀,根據(jù)不同廠家的不同通信協(xié)議,檢測(cè)儀可選取相應(yīng)通信協(xié)議讀取站內(nèi)開(kāi)關(guān)柜觸頭實(shí)時(shí)溫度,判斷數(shù)據(jù)是否異常,設(shè)備通信是否正常,連接線路是否出現(xiàn)故障,具有較高的通用性與適配性。

2檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)及功能

2.1檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)

開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)專(zhuān)用檢測(cè)儀由核心板、底板、顯示屏、觸控屏、串口模組、網(wǎng)口模組、電源模組組成, 如圖3所示。

2.2檢測(cè)儀設(shè)計(jì)界面與功能介紹

檢測(cè)儀軟件操作界面如圖4所示,含客戶(hù)端、站點(diǎn)IP、串口通信、站點(diǎn)設(shè)備、系統(tǒng)參數(shù)模塊,供檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)。

對(duì)點(diǎn)設(shè)定數(shù)據(jù)采集時(shí)間,讀取連接設(shè)備數(shù)據(jù),并解析設(shè)備溫度數(shù)據(jù),判斷設(shè)備數(shù)據(jù)是否實(shí)時(shí)更新及設(shè)備狀態(tài),如圖5所示。

在站點(diǎn)IP模塊,管理裝置內(nèi)部站點(diǎn)信息,方便運(yùn)維人員查看,可通過(guò)“增加”“刪除”“編輯”,實(shí)時(shí)更新各個(gè)站點(diǎn)信息;“導(dǎo)入”可通過(guò)u盤(pán)方式將Excel文件記錄的站點(diǎn)信息直接導(dǎo)進(jìn)裝置,方便管理和客戶(hù)端調(diào)用,如圖6所示。

在串口通信模塊,使用裝置提供的RS485接口與現(xiàn)場(chǎng)485總線連接,根據(jù)“站點(diǎn)”“設(shè)備地址”和“對(duì)應(yīng)廠家設(shè)備協(xié)議”,讀取溫度數(shù)據(jù),并解析溫度數(shù)據(jù),通過(guò)柱狀圖和表格形式直觀顯示設(shè)備數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。通過(guò)總線判斷連接設(shè)備是否存在通信異常,如圖7所示。

在站點(diǎn)設(shè)備界面,管理裝置內(nèi)部站點(diǎn)設(shè)備地址信息,方便運(yùn)維人員查看,可通過(guò)“增加”“刪除”“編輯”,實(shí)時(shí)更新各個(gè)站點(diǎn)設(shè)備地址信息;“導(dǎo)入”可通過(guò)u盤(pán)方式將Excel文件記錄的站點(diǎn)設(shè)備地址信息直 接導(dǎo)進(jìn)裝置,可直觀查看站點(diǎn)設(shè)備數(shù)量、站點(diǎn)設(shè)備地址信息,可與后臺(tái)廠家一一對(duì)應(yīng),也方便串口通信調(diào)用,如圖8所示。

3檢測(cè)儀試驗(yàn)

3.1 網(wǎng)絡(luò)接口通信測(cè)試

以110 kv某站為測(cè)試對(duì)象,該站在線測(cè)溫裝置規(guī) 約 轉(zhuǎn) 換 器IP 為 192 . 168 . 17 .99 , 子 網(wǎng) 掩 碼IP 為 HYPERLINK "255.255.255.0" ,網(wǎng)關(guān)IP為 HYPERLINK "192.168.17.1" ,將以太網(wǎng)線通過(guò)測(cè)控屏背后網(wǎng)口連接測(cè)溫檢測(cè)儀與110 kv該站測(cè)溫裝置規(guī)約轉(zhuǎn)換器LAN口1,點(diǎn)擊系統(tǒng)參數(shù),設(shè)置IP 與規(guī)約轉(zhuǎn)換器IP一致,為 HYPERLINK "192.168.17.99" ,子網(wǎng)掩碼 HYPERLINK "255.255.255.0" ,網(wǎng)關(guān) HYPERLINK "192.168.17.1" ,保存后返回主界面。選擇站點(diǎn)IP進(jìn)入IP輸入界面,輸入IP HYPERLINK "192.168.17.171" ,設(shè)置站名,保存后返回主界面,如圖9所示。

點(diǎn)擊客戶(hù)端,在IP處選擇192.168.17.171,點(diǎn)擊“連接”,如通信失敗則顯示連接異常,可以判斷故障點(diǎn)在規(guī)約轉(zhuǎn)換器,因防火墻安全訪問(wèn)策略配置,該檢測(cè)儀無(wú)法在防火墻處讀取溫度數(shù)據(jù)。如正常通信則顯示設(shè)備溫度信息,如圖10所示。

3.2RS485串口測(cè)試

點(diǎn)擊站點(diǎn)輸入站名、設(shè)備地址,該站6面開(kāi)關(guān)柜安裝對(duì)應(yīng)6臺(tái)設(shè)備,依次類(lèi)推,輸入時(shí)中間用“;”隔開(kāi),保存后返回主界面,如圖11所示。

波特率通常為9600 b/s,數(shù)據(jù)位默認(rèn)8位,無(wú)校驗(yàn)位,停止位1,點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕,站點(diǎn)選擇剛保存的站點(diǎn),地址可以選擇1~6對(duì)應(yīng)6臺(tái)開(kāi)關(guān)柜(通常從高壓室入 口由近及遠(yuǎn)排列);協(xié)議目前有測(cè)溫裝置GXKJ前綴、西安西拓電氣新規(guī)約裝置(2020年版)XAXT前綴,西安西拓電氣舊規(guī)約裝置(2018年版)、深圳特發(fā)廠家規(guī)約裝置目前不支持,后續(xù)將嘗試開(kāi)發(fā)完善。點(diǎn)擊“發(fā)送”,若通信正常則會(huì)顯示溫度柱狀圖,圖12為該站10 kv分段500開(kāi)關(guān)測(cè)溫裝置溫度數(shù)據(jù)柱狀圖;若無(wú)顯示,則為數(shù)據(jù)未通,可以判斷故障在規(guī)約轉(zhuǎn)換器與開(kāi)關(guān)柜采集器之間。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)所研制開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)儀工作原理、結(jié)構(gòu)及功能的詳盡分析,介紹了檢測(cè)儀查找測(cè)溫裝置數(shù)據(jù)缺陷的功能,本裝置已試用于某站10 kv 在線測(cè)溫裝置,效果良好。

在電網(wǎng)負(fù)荷不斷增長(zhǎng)、數(shù)字化電網(wǎng)不斷建設(shè)以及10 kv開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫裝置普及的背景下^[5],本文研制了一種用于開(kāi)關(guān)柜測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的檢測(cè)儀,為在線測(cè)溫裝置數(shù)據(jù)的診斷及實(shí)時(shí)檢測(cè)提供了可靠保障,能實(shí)現(xiàn)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)故障的預(yù)防和高效檢測(cè),為保障開(kāi)關(guān)柜設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng);同時(shí),該檢測(cè)儀減少了運(yùn)行人員工作量,可為企業(yè)減員增效作出貢獻(xiàn),具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。

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2024年第21期第2篇