繼電保護(hù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置設(shè)計(jì)及方法研究

董世勇　劉武

摘 要：文章研究獲取繼電保護(hù)裝置采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及接收運(yùn)行環(huán)境的在線監(jiān)測(cè)信息，從而形成一體化繼電保護(hù)裝置的監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)超出正常運(yùn)行允許范圍時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行報(bào)警，以避免環(huán)境因素造成繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，提高繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)裝置；運(yùn)行環(huán)境；監(jiān)測(cè)；方法

1 概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和變電站自動(dòng)化水平的提高，國(guó)內(nèi)很多地區(qū)建設(shè)了繼電保護(hù)故障信息處理系統(tǒng)，但因?yàn)橄到y(tǒng)的復(fù)雜性，各地都在摸索適應(yīng)自身的實(shí)用方案。尤其是繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境存在很大的隱患。非法闖入盜竊、自然或人為的因素導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，這些事故隱患一旦發(fā)生，會(huì)造成較大的生產(chǎn)安全事故。但是，如果能夠及時(shí)較早的預(yù)知這些隱患，及時(shí)地解決，防患于未然。溫度過高或者過低，工作的環(huán)境過于干燥或潮濕，空調(diào)漏水或雨水浸入等，如果不及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和處理，都對(duì)繼電保護(hù)裝置的正常工作造成嚴(yán)重?fù)p害，導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。另一方面，振動(dòng)、大氣污染等都可使繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，由于環(huán)境造成的保護(hù)誤動(dòng)作占保護(hù)動(dòng)作的5.4%。而保護(hù)設(shè)備異常動(dòng)作比例為12.6%，可見，由于環(huán)境造成的異常動(dòng)作占所有異常動(dòng)作的43%，所以，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著重要作用。

目前由于事故責(zé)任歸屬問題，行業(yè)內(nèi)只關(guān)注繼電保護(hù)設(shè)備本體運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而且，繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)綜合性工作，系統(tǒng)的實(shí)施同時(shí)受限于變電站運(yùn)行管理規(guī)程，所以市場(chǎng)上沒有對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境的在線監(jiān)測(cè)裝置。

2 建設(shè)目標(biāo)

2.1 監(jiān)測(cè)方法特征及手段

文章所研究裝置包括監(jiān)測(cè)終端，所述監(jiān)測(cè)終端分別與繼電保護(hù)裝置、視頻采集裝置、在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置連接，所述在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置分別與氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器和振動(dòng)傳感器連接；所述氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器外殼加入一層屏蔽網(wǎng)進(jìn)行屏蔽，所述屏蔽網(wǎng)為致密銅網(wǎng)；所述氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器安裝面通過磁性材料貼裝在繼電保護(hù)裝置柜壁，所述磁性材料為磁鐵；所述監(jiān)測(cè)終端包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊與數(shù)據(jù)分析模塊連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊分別與繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集模塊、視頻采集模塊和環(huán)境信息采集模塊連接；所述在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置包括數(shù)據(jù)上傳模塊，數(shù)據(jù)上傳模塊與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊分別與模擬量接口模塊、數(shù)字量接口模塊和控制量接口模塊連接。

2.2 所述方法步驟

步驟（1）：數(shù)據(jù)采集：（1）繼電保護(hù)裝置運(yùn)行信息通過RS232總線上傳給監(jiān)測(cè)終端，所述繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行信息包括模擬量信息、開關(guān)量信息和報(bào)警信息；（2）視頻采集裝置采集主控室出入口的信息，并通過以太網(wǎng)將采集到的信息上傳給監(jiān)測(cè)終端；（3）所述氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器、振動(dòng)傳感器采集到的信息通過RS485總線上傳給在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置，在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)測(cè)終端。

步驟（2）：數(shù)據(jù)分析：監(jiān)測(cè)終端對(duì)采集到的信息進(jìn)行分析處理，如果采集到的數(shù)據(jù)超出預(yù)先設(shè)定值，報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

步驟（3）：數(shù)據(jù)輸出：數(shù)據(jù)顯示模塊對(duì)監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行顯示。

3 設(shè)計(jì)研發(fā)內(nèi)容

為了解決上述問題，提供一種繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，它獲取繼電保護(hù)裝置采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及接收運(yùn)行環(huán)境的在線檢測(cè)信息，從而形成一體化繼電保護(hù)裝置的監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)超出正常運(yùn)行允許范圍時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行報(bào)警，相關(guān)人員及時(shí)處理，以避免環(huán)境因素造成繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，提高繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性，對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)及影響安全運(yùn)行的因素實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

采用的技術(shù)方案如下：一種繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，包括監(jiān)測(cè)終端，所述監(jiān)測(cè)終端分別與繼電保護(hù)裝置、視頻采集裝置、在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置連接，所述在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置分別與氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器和振動(dòng)傳感器連接；所述氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器、振動(dòng)傳感器安裝于繼電保護(hù)裝置柜壁，所述氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器、振動(dòng)傳感器采用全屏蔽設(shè)計(jì)。

4 具體實(shí)施方式

該繼電保護(hù)裝置運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置包括監(jiān)測(cè)終端，所述監(jiān)測(cè)終端分別與繼電保護(hù)裝置、視頻采集裝置、在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置連接，所述在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置分別與氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器和振動(dòng)傳感器連接；所述氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器、振動(dòng)傳感器安裝于繼電保護(hù)裝置柜壁，所述氣體傳感器、溫度采集器、濕度采集器、振動(dòng)傳感器采用全屏蔽設(shè)計(jì)。所述監(jiān)測(cè)終端包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊與數(shù)據(jù)分析模塊連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊連接，所述數(shù)據(jù)分析模塊分別與繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集模塊、視頻采集模塊和環(huán)境信息采集模塊連接。所述在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置包括數(shù)據(jù)上傳模塊，數(shù)據(jù)上傳模塊與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊分別與模擬量接口模塊、數(shù)字量接口模塊和控制量接口模塊連接。所述繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集模塊用于采集繼電保護(hù)裝置的信息；所述視頻采集模塊用于采集視頻采集裝置獲取的視頻信息；所述環(huán)境信息采集模塊用于采集在線運(yùn)行環(huán)境采集裝置獲取的信息；所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集模塊、視頻采集模塊和環(huán)境信息。采集模塊的信息進(jìn)行分析；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；所述報(bào)警模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警；所述數(shù)據(jù)顯示模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；所述模擬量接口模塊接收模擬量信息；所述數(shù)字量接口模塊接收數(shù)字量信息；所述控制量接口模塊接收控制量信息；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊將接收到的模擬量、數(shù)字量和控制量的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為TCP/IP格式；所述數(shù)據(jù)上傳模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，上傳到監(jiān)測(cè)終端。

5 結(jié)束語

文章研究獲取繼電保護(hù)裝置采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及接收運(yùn)行環(huán)境的在線檢測(cè)信息，從而形成一體化繼電保護(hù)裝置的監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境指標(biāo)超出正常運(yùn)行允許范圍時(shí)，監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行報(bào)警，以避免環(huán)境因素造成繼電保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作，提高繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]端木彬，鄧帥，田克強(qiáng)，等.一種繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法[P].山東：CN103134554A，2013-06-05.

作者簡(jiǎn)介：董世勇（1980-），男，四川內(nèi)江人，工學(xué)碩士，國(guó)網(wǎng)四川省電力公司內(nèi)江供電公司電力工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)。