一种基于无线通讯的变电站遥控出口测试仪

一种基于无线通讯的变电站遥控出口测试仪

(广西电网有限责任公司桂林供电局广西桂林市541002)

摘要:遥控功能是变电站集中监控的重要技术手段,遥控功能的可靠性直接关系到倒闸操作,电网事故处理的正确性和及时性,对电网的安全、优质、经济运行起着不可忽视的作用。

关键词:遥控试验;无线通讯;出口测试仪

1导言

随着电网规模的扩大,变电站的无人值守成为降低电力企业成本,提高经济效益的重要途径。而无人值守变电站的改造意味着需要进行大量的遥控试验,同时远动通道的增加、自动化设备及系统的更换、软件升级也对遥控试验提出了更高的要求。

2成果针对问题现状

2.1试验流程繁琐,工作效率低下

试验需要多人配合,不仅需要有人在后台遥控,还需要有人在测控装置处测量,配合不良时易造成重复性操作。试验时为确认遥控出口的唯一性,还需要对其他出口逐个进行测量。由于不同的压板电位有交、直流之分,在测量时需要不断变换万用表的档位,花费较多时间和精力,严重影响工作效率。

2.2测试数据瞬时变化,测量结果不明显,试验结果不可靠

测量结果的判定,理论上是电位从0变为+110Vor~220V即认为出口动作,但是由于数据变化太快(仅几百毫秒),肉眼无法正确快速地捕捉具体的数值,所以通常只能以数据是否有突然的闪动作为判断依据,该种判断方法,没有办法区分所测数据是真实信号还是干扰信号,同时数据的判据受个人因素影响很大,试验结果不可靠。

2.3测量人员需要长期弯腰或蹲下,易造成疲劳,不符合人机工效

根据继电保护屏面布置原则,压板一般置于屏柜的最下部,测量位置的限制导致了测量人员需要长期弯腰或蹲下,易造成疲劳,不符合人机工效。

为了能够解决这些问题,根据现场工作经验、网上查找相关的资料、咨询相关电子研发的专业人士,就产生了制造一种遥控出口测试仪的想法。

3成果原理说明

3.1如图3.1设计一种基于无线通讯的遥控出口测试仪,具有以下特点:

(1)分为测试仪和显示器两部分,遥控时,不再需要专人在测控处配合测量,通过显示器即可知道测量结果。

(2)遥控某个出口时可同时测量多个出口,不再需要逐一测量。

(3)可兼容交、直流回路测量,适用于开关、刀闸、变压器调压等各类遥控出口测试。

(4)遥控出口后,显示器上相应的出口指示灯能保持常亮,并可根据需要一键复归,有利于工作人员进行判断。

(5)测试仪和显示器使用时靠电池供电,不需另接电源,便于移动。

图3.1基于无线通讯的遥控出口测试仪设计示意图

测试仪和显示器通过无线进行通讯。无线采用SX1276/SX1278无线模块,工作频率为国际通用的数传频段433MHZ,可免许可证使用;采用先进的LoRa直序扩频技术以获得更远的通讯距离,理想情况下传输距离达8000m,可穿越墙壁、门柜,满足在变电站主控楼内使用需求。为了防止对站内其他设备造成干扰,特采用密度较低的发射功率。

3.2测试仪部分:测试仪由采集模块,交、直流转换模块,光耦隔离模块,判决电路,单片机采样模块,发射模块等几个部分组成,如图3.2。

图3.2测试仪原理框图

其中,信号采集模块可同时采集12路信号,根据所采集信号的特性(交流约为~220V,直流为+110V,信号保持时间为200~500ms),同时结合灵敏度及抗干扰能力的要求,选择一个最优的判据方式,当信号满足判据时,即认为信号有效,否则视为干扰信号或无效信号。采集到的所有有效信号统一经交、直流模块转换为直流信号,然后经光耦隔离模块转换为弱电信号,再经判决电路判决后输出至单片机,通过单片机协议将信号由发射模块发射至显示器。

3.3显示器部分:显示器分接收模块、数据锁存模块,指示电路、复归电路等几个部分组成,如图3.3。

其中,指示电路中设有12个指示灯,与测试仪上12组开入一一对应。当显示器接收到测试仪发射的信号后,根据相应的协议,翻译辨别出哪路信号有效,便接通与该路对应的指示电路使显示灯变亮,数据锁存模块的设计可使显示灯保持常亮,有利于工作人员进行试验结果的判断。通过复归回路,每次遥控完成后,工作人员可根据需要一键复归所有指示灯。

图3.3显示器原理框图

4成果实施效果

4.1优化了试验流程,缩短了试验时间,提高了工作效率。

测试仪配置12路数据采集,可一次性测量装置的所有出口,大大减少了测量次数;显示器和测试仪的分离,使遥控人员在监控后台遥控时,通过身边的显示器即可知道实际出口情况,不再需要多人远方配合,避免了因配合不当造成的效率低下,提高了工作效率。

4.2强化了信号的采集和锁存,提高了试验的可靠性

测试仪对采集信号的判据保留了足够的裕度,具有很高的灵敏度,同时专业的抗干扰设计,在保证最大灵敏度的同时,对电压抖

动、瞬时感应电压等干扰信号具有极强的抑制作用。通过将瞬时的测量结果自动锁存,并以显示灯常亮这种很直观的方式进行显示,避免了数据突然变化时,肉眼因无法正确快速地捕捉造成的误判,提高了试验的可靠性。

4.3改善了工作界面与工作环境,减轻了试验人员的测量负担

通过测试仪代替万用表测量的方式,使测量人员不再需要一直蹲在装置处进行一一测量,提高了试验人员的移动自由度,减轻了试验人员的测量负担,符合人机工效。

5成果推广前景

该项目优化了试验流程,强化了试验数据的处理,改善了工作界面,提高了工作效率和试验的可靠性,不仅实现了“节约”的目标,还达到了“安全”的要求,符合人机功效,体现了“以人为本”的企业理念。

基于无线通讯的遥控出口测试仪可同时兼容交、直流回路测量,所以不仅适用于遥控出口测试,也可用于保护装置出口调试,适用范围广,推广价值高。

参考文献

[1]郑阔.基于无线通信技术的智能变电站分布测试系统的研制[D].华北电力大学,2014.

[2]罗蓬,郝晓光,赵宇皓,等.基于无线数据通信的智能变电站二次设备集成测试系统开发[J].电测与仪表,2017,54(2):76-82.

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