馬新惠，林美玲，張英

（1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司培訓(xùn)與評(píng)價(jià)中心；2.貴州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽 550000）

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，變電站直流系統(tǒng)的負(fù)載設(shè)備急劇增加，直流系統(tǒng)一旦故障，將中斷變電站的繼電保護(hù)、電力通訊、調(diào)度自動(dòng)化、信息網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了預(yù)防因直流設(shè)備故障而造成事故，對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行工況遠(yuǎn)程在線監(jiān)測分析十分有必要。

本文針對(duì)直流電源的在線監(jiān)測，采用無線傳感器進(jìn)行遙測，將實(shí)時(shí)掌握變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行工況，加強(qiáng)了變電站直流系統(tǒng)設(shè)備的預(yù)檢預(yù)修工作，提高了變電站直流電源設(shè)備的運(yùn)行管理水平，保障了變電站保護(hù)、通訊、調(diào)度自動(dòng)化等系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，預(yù)防了因直流設(shè)備故障而造成事故。系統(tǒng)在投運(yùn)后變電站直流電源系統(tǒng)故障將明顯下降，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，將會(huì)大大提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。本研究要完成的直流電源無線遙感裝置系統(tǒng)主要由主站和子站兩部分組成，子站包括無線基站和傳感器。主站與子站通信采用網(wǎng)絡(luò)方式，無線基站與傳感器通信采用2.4G自組網(wǎng)方式。傳感器采用互感技術(shù)，具備自取電，熱拔等功能，系統(tǒng)成本低，安裝簡便，穩(wěn)定性高，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

1 研究內(nèi)容

項(xiàng)目是基于貴州電網(wǎng)面向南網(wǎng)的變電站實(shí)現(xiàn)的，既可應(yīng)用于實(shí)際變電站，也可應(yīng)用于實(shí)訓(xùn)變電站。目前，變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)視，通常采用兩種方式：一種是電源告警空節(jié)點(diǎn)接入站內(nèi)綜自系統(tǒng)，僅具備遙信功能，由調(diào)度監(jiān)控員監(jiān)視；另一種是電源監(jiān)測單位接入通信管理系統(tǒng)監(jiān)控子站，具備三遙功能，由通信值班員監(jiān)視。兩種方式均有不足之處，主要表現(xiàn)如下。

（1）系統(tǒng)監(jiān)控子站成本高。

（2）電源監(jiān)測單元或接口時(shí)常有故障，導(dǎo)致電源無法監(jiān)測。

（3）接入站內(nèi)綜自系統(tǒng)功能單一，通信值班員無法監(jiān)視。

根據(jù)目前變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)測現(xiàn)有狀態(tài)，本課題提出采用非接觸式取電技術(shù)和可插拔技術(shù)研制出變電站直流電源遙測無線傳感器，豐富了變電站電源的監(jiān)測方式，具有成本低，安裝簡便，穩(wěn)定性較高等優(yōu)點(diǎn)。三種接入方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較詳見表1。

變電站直流電源監(jiān)控系統(tǒng)采用在變電站直流設(shè)備內(nèi)安裝通信管理機(jī)，采集直流電源的遙測、通信等運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將不同廠家的電源設(shè)備通過通信管理機(jī)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，再通過通訊光纖或局域網(wǎng)的方式傳送到主站。系統(tǒng)構(gòu)成圖見圖1。

表1 三種接入方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

圖1 變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)圖

變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集功能，系統(tǒng)通過終端采集模塊，實(shí)現(xiàn)采集變電站通訊機(jī)房交流和直流遙測和通信信息，并經(jīng)過處理后通過串口傳至系統(tǒng)服務(wù)器，使變電站直流系統(tǒng)的維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握起運(yùn)行信息。本文主要針對(duì)直流電源遙測進(jìn)行研究，研制一種直流電源無線傳感器，并實(shí)現(xiàn)變電站直流電源的在線監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)中無線基站與傳感器通信采用2.4G自組網(wǎng)方式。傳感器采用互感技術(shù)，具備自取電、熱插拔等功能。該系統(tǒng)成本低、安裝簡便、穩(wěn)定性較高，具有一定實(shí)用價(jià)值。圖2為系統(tǒng)中無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。

2 效益預(yù)測

（1）本項(xiàng)目的成果可提高變電站直流電源設(shè)備的預(yù)檢預(yù)修工作，提高變電站直流電源設(shè)備的運(yùn)行管理水平，預(yù)防因變電站直流設(shè)備故障而造成的故障。

圖2 無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

（2）本課題研制的直流電源無線遙感裝置投產(chǎn)使用后，可實(shí)現(xiàn)機(jī)房從人員現(xiàn)場巡視到遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測工作模式的重大轉(zhuǎn)變，對(duì)變電站直流設(shè)備維護(hù)智能化具有積極的促進(jìn)作用，年節(jié)約人力物力成本每變電站約10萬元，較變電站子站監(jiān)控或接入綜自系統(tǒng)監(jiān)控，每變電站可節(jié)約成本6～10萬。

（3）本裝置不僅能在國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)用于變電站直流電源遙測、通信直流開關(guān)電源、通信DC-DC一體化電源、通信直流分配屏以及通信直流負(fù)載，實(shí)現(xiàn)輸入和輸出側(cè)靈活監(jiān)測，而且能推廣到配電自動(dòng)化終端電源監(jiān)測（帶有蓄電池），還可以應(yīng)用于移動(dòng)、聯(lián)通運(yùn)營商及政府等通信電源的監(jiān)測。

3 項(xiàng)目創(chuàng)新性

采用無線傳感器實(shí)現(xiàn)變電站直流電源遙測，豐富了變電站電源的監(jiān)測方式；直流電源檢測采用非接觸式取電技術(shù)和可插拔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)檢測技術(shù)的靈活性和實(shí)用性，提高了系統(tǒng)取電的可靠性，降低了設(shè)備成本；直流電源檢測手段的改善，減小了檢測裝置的體積，便于現(xiàn)場安裝；主站與子站通信采用網(wǎng)絡(luò)方式，無線基站與傳感器通信采用2.4G自組網(wǎng)方式，改變了網(wǎng)絡(luò)通信方式，降低了人工成本，實(shí)現(xiàn)兩遙功能，完成直流電源遙測功能；遙測終端的實(shí)時(shí)測量獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并通過串口傳至系統(tǒng)服務(wù)器，使變電站直流系統(tǒng)的維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行數(shù)據(jù)，大大減少了系統(tǒng)直流電源設(shè)備故障的發(fā)生。