智能開關(guān)柜快速布防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

李金誠 周玉龍 鄧京芝

摘 要：電力系統(tǒng)是經(jīng)濟快速發(fā)展的重要保障，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化技術(shù)的發(fā)展，電力開關(guān)柜的發(fā)展也更加適應(yīng)社會需求。電子開關(guān)柜的智能化發(fā)展，利用智能控制技術(shù)實現(xiàn)電力開關(guān)柜的更簡單操作，有利于促進電力電氣設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性，大大改進電力開關(guān)柜的問題和不足，能夠更好地完成電力設(shè)備的工作運行。

關(guān)鍵詞：智能 布防系統(tǒng) 無線網(wǎng)

一、電力開關(guān)柜系統(tǒng)概述

開關(guān)柜是一種高壓成套配電設(shè)備，是將有關(guān)一、二次設(shè)備按特定的線路方案組裝而成，在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。電力開關(guān)柜的智能控制器，顧名思義就是對傳統(tǒng)的電力開關(guān)柜進行改進和完善，將智能控制技術(shù)應(yīng)用到電力開關(guān)柜的控制器中，實現(xiàn)電力開關(guān)柜控制器的自動化和智能化，節(jié)約經(jīng)濟成本的同時提高電力控制器的運行安全性和穩(wěn)定性。

為了能夠有效地降低電力系統(tǒng)的故障發(fā)生率，檢修人員需要在日常工作中做好電力運維檢修工作，但是由于電力系統(tǒng)的特殊性，在開展電力運維檢修工作的過程中，存在較多的危險點。為了保證檢修人員及整個電力運行系統(tǒng)的安全性，需要在開展電力運維檢修工作之前，應(yīng)對各類危險點予以全面掌握，采取有效的預(yù)控措施。在進行二次保護屏設(shè)備作業(yè)時，需要在工作的二次保護屏前、后門懸掛上“在此工作”標(biāo)示牌，并將與之相連的非工作二次保護屏柜前、后懸掛紅布進行隔離，防止工作人員誤近帶電設(shè)備發(fā)生觸電危險。

目前采用人工懸掛標(biāo)識牌和懸掛紅布這種的工作方式，這種方式不但效率低下、管理不便而且存在一定的安全隱患。所以保護屏及開關(guān)柜智能布防系統(tǒng)勢在必得，該設(shè)備可以通過遠(yuǎn)程控制自動進行布防工作并且可以在后臺實時監(jiān)控布防情況有效地節(jié)省了人工，提高了安全性。

二、智能開關(guān)柜系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)主要由電動卷簾、直流電機、無線驅(qū)動控制器、無線接收網(wǎng)關(guān)、軟件后臺服務(wù)系統(tǒng)、手機控制APP和智能主機組成，主要用于保護屏及開關(guān)柜智能布防，通過遠(yuǎn)程手機或無線控制終端實現(xiàn)運行屏柜的一鍵式紅布幔自動升降布防，并實現(xiàn)所有屏柜布防狀態(tài)的在線監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)通過手機APP或智能主機控制，通過設(shè)置控制設(shè)備，可實現(xiàn)一個到15個無線驅(qū)動控制器控制。APP和智能主機間互相通信，任何一設(shè)備控制后，另一設(shè)備自動狀態(tài)改變，系統(tǒng)還可實時保存信息，也可手機遠(yuǎn)程查看當(dāng)前狀態(tài)。

三、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

（一）無線驅(qū)動控制總體設(shè)計

無線驅(qū)動控制器負(fù)責(zé)接收并處理無線模塊接收來的控制信息，并驅(qū)動電機的正向運轉(zhuǎn)、反向運轉(zhuǎn)和停止，最后將處理的結(jié)果信息發(fā)送給無線控制網(wǎng)關(guān)。無線控制網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)以及各類控制設(shè)備的管理，它接收來自智能主機或云服務(wù)器的指令，下發(fā)至無線驅(qū)動控制器，并把相關(guān)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息進行反饋。主動控制無線驅(qū)動控制器開關(guān)，并將結(jié)果信息發(fā)送給智能主機和云服務(wù)器。

（二）智能主機

智能主機可查看各卷簾的狀態(tài)、運動信息，可設(shè)置定時自動開關(guān)，自動下發(fā)給智能控制網(wǎng)關(guān)，并接收智能控制網(wǎng)關(guān)發(fā)送來的狀態(tài)信息。能單獨控制某一路卷簾狀態(tài)，也能群控所有卷簾狀態(tài)。智能主機主要功能體現(xiàn)在以下幾點：實時監(jiān)測各點狀態(tài)信息;自動記錄;遠(yuǎn)程控制;多路控制;定時自動控制。

（三）軟件功能

軟件分為云服務(wù)器和手機APP軟件。云服務(wù)器主要功能是接收手機APP的控制指令，將控制命令發(fā)送給無線控制網(wǎng)關(guān)，并記錄狀態(tài)變換信息。服務(wù)器上包含數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫匹配成功后APP端才能登陸成功。通過讀取服務(wù)器上存儲的狀態(tài)信息，可以查看所有的工作歷史記錄。采用阿里云服務(wù)器，穩(wěn)定可靠，靈活配置，永不擔(dān)心掉線，系統(tǒng)安全。

（四）無線模塊

無線模塊選用：上海穩(wěn)恒WH-L101-L。WH-L101-L 是上海穩(wěn)恒開發(fā)的一個支持點對點通信協(xié)議（同時支持有人集中器通信協(xié)議，需要更換固件）的低頻半雙工無線模塊，可實現(xiàn)串口到無線的數(shù)據(jù)互轉(zhuǎn)。工作的頻段為：398～525Mhz。使用串口進行數(shù)據(jù)收發(fā)，降低了無線應(yīng)用的門檻，可實現(xiàn)一對一或者一對多的通信，模塊通訊距離可達 3500m（空曠視距），尺寸較小，易于焊裝在客戶產(chǎn)品的硬件單板電路上。

四、本系統(tǒng)涉及主要技術(shù)難點

（一）無線組網(wǎng)技術(shù)的研究

本系統(tǒng)包含多個布防裝置，每個布防裝置需要通過組網(wǎng)方式實現(xiàn)系統(tǒng)連接，通過組網(wǎng)后實現(xiàn)每個設(shè)備的自由控制，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的一鍵式布防。系統(tǒng)通過無線組網(wǎng)方式實現(xiàn)每個裝置和網(wǎng)關(guān)之間的自由組網(wǎng)。通過無線設(shè)置電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)和轉(zhuǎn)動時間，可實現(xiàn)不同布防裝置的階段開啟和開啟的比例，并可設(shè)置系統(tǒng)開啟的時間及關(guān)閉時間，從而可實現(xiàn)系統(tǒng)定時自動開啟和關(guān)閉。

（二）針對保護屏及開關(guān)柜紅布幔的布防情況進行研究

通過在保護屏及開關(guān)柜上裝設(shè)紅布?？焖僮詣由笛b置，實現(xiàn)保護屏及開關(guān)柜的一鍵布防，可提高現(xiàn)場保護屏及開關(guān)柜的布防效率，并實現(xiàn)對各個屏柜紅布幔布防狀態(tài)的實時監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制，使布防工作更智能、更高效、更安全。對加快泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實現(xiàn)變電站內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)互聯(lián)，以及進一步優(yōu)化營商環(huán)境，減少客戶停電時間等方面有著重要的經(jīng)濟及社會效益。

參考文獻

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