带无线数据接力的避雷器动作计数器远传装置

朱瑞刚,安宏宇,祝 翔

(1.晋中供电分公司,山西晋中 030600;2.武汉康普常青软件技术有限公司,湖北武汉 430070)

带无线数据接力的避雷器动作计数器远传装置

朱瑞刚1,安宏宇1,祝 翔2

(1.晋中供电分公司,山西晋中 030600;2.武汉康普常青软件技术有限公司,湖北武汉 430070)

针对当前避雷器计数器应用的局限,设计了一种带无线数传电台模块的避雷器计数器远传装置。介绍了装置的组成、结构、应用范围,最后给出了装置在试验中的运行情况,结果证明该装置能适合当前所有的挂网避雷器应用场合。

无线数传电台;避雷器计数器;数据接力;无线远传

0 引言

随着线路用避雷器的增加,怎样及时、有效地获取避雷器的动作次数及泄漏电流等相关数据,成为电力系统越来越突出的一个问题。目前110 kV及以上输变线路上的避雷器主要由人工观察动作计数器次数的方式来采集数据,再制成数据统计的表格等供电力部门参考。这种方式容易受观察者自身因素的影响,造成误读、记录出错等问题,而且由于大部分的避雷器是在野外的无人区,相互之间的间隔很远,做一次统计不仅耗费巨大的人力物力,而且还要考虑当时的天气状况等自然环境因素,实现起来非常不方便,很容易出现遗漏,无法准确监测分析避雷器的安装效果和雷电活动情况[1]-[2]。

国内外针对这个问题,开发了很多的避雷器计数器远传装置,通过短信、现场总线、光纤等方式将计数器的动作情况发送到服务器上,取得了较好的效果。但也存在很多的问题,如用现场总线、光纤的方式是有线传输,适合在变电站周围等地方实施,若距离太长,则从施工、成本等方面考虑没有实际意义。通过短信的方式进行数据发送不受距离限制,但在没有GSM信号的地区就没法使用了,而现在的避雷器很大部分都在这样的山区,因此迫切地需要采用其他的方式来解决这种条件下的避雷器计数器数据远传问题。

针对这一背景,本文设计一种采用带无线数传电台和GPRS功能的避雷器计数器远传装置,可在没有GPRS信号的地方,通过无线数传电台,将数据传到有GPRS信号地区的无线数传电台上,再将信号由GPRS网络发送到服务器上的GPRS数据接收端,实现了在任何条件下都可将避雷器计数器的数据发送给服务器[3]。

1 系统原理

无线数传电台作为一种通讯媒介,与光纤、微波、明线一样,有一定的适用范围,它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输,具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点,适合点多而分散、地理环境复杂等场合,在很多专网领域有广泛的应用。针对避雷器计数器的实际情况,本文设计了2种单独的单元用于将无线数传电台模块和GPRS信号模块组合起来,这样在各种情况下都可灵活使用。

单元1,无线数传电台模块与GPRS转换单元,结构如图1所示。

图1 无线数传电台转GPRS单元

该单元将无线数传电台的数据接收后,经过处理、格式转换,通过GPRS模块可以发送给GPRS接收端。

单元2,无线数传电台中继单元,结构如图2所示。

图2 无线数传电台中继单元

该单元将无线数传电台的数据接收后发送给另一个无线数传电台,满足长距离无GPRS网络信号的条件下进行数据传输的要求。

针对避雷器计数器信号采集模块的数据发送问题,根据有无GPRS网络,设计了2种单元。

单元1,采用GPRS信号发送数据单元,结构如图3所示。

图3 GPRS发送数据单元

这种单元,也就是常用的当避雷器安装在有GPRS网络区域的计数器数据发送单元。

单元2,采用无线数传电台发送数据单元,结构如图4所示。

图4 无线数传电台发送数据单元

这种单元使用在当避雷器安装在没有GPRS网络区域的计数器数据发送单元。

有了这4种单元就可以在任意的情况下将避雷器计数器的数据传回到服务器上。根据具体的情况,进行模块的组合就可以完成数据发送的功能。下面分别讨论。

a)当避雷器安装在有GPRS信号的区域。

这种情况下,直接通过图3所示单元使用GPRS网络将数据发回。网络示意如图5。

图5 直接通过GPRS网络传输信号图

b)避雷器安装在无GPRS信号的区域,但在周围20 km的范围内有地方存在GPRS信号。

这种情况下,通过图4所示电台发送数据给图1所示的无线电台模块与GPRS转换单元,再将数据通过GPRS网络发送到服务器的接收端。网络如图6所示。

图6 经过一次数据接力转换的信号传输图

c)当避雷器安装在无GPRS信号的区域,且在周围20 km的范围内没有地方存在GPRS信号。

这种情况下,就要考虑数据的多次远传接力,将数传电台的信号经过多次的传输送到有GPRS网络的区域,再通过GPRS网络发送到服务器的接收端。网络如图7所示。

图7 经过多次数据接力的信号传输示意图

图8 晋中避雷器计数器远传装置网络拓扑图

以上三种情况可以包括所有的应用场合,确保无论有无GSM网络都可将计数器的数据发送到服务器上。

2 系统应用

目前在山西省晋中市的输电线路上进行了这种新型避雷器动作计数器远传装置的试验,安装了5套设备,整个系统的网络拓扑图如图8所示。整个系统包括直接用GPRS信号传送数据、通过数传电台一次数据接力传送数据、通过数传电台多次数据接力传送数据等各种情况。

过10个月的挂网运行,证实在各种特殊条件下,该装置都能稳定及时地运行,系统运行时的数据统计结果如图9、图10、图11所示,从图中可以看到系统提供的信息丰富,统计结果完善,可以给电力部门提供了高效、及时、可靠的线路雷击状况统计与分析。

3 小结与展望

图9 9月2日的雷击统计

带无线数据接力的避雷器动作计数器远传装置经过开发试验后,设备挂网运行情况良好,采集数据正常,克服了以往不能在无GSM信号地区使用的弊端,极大地拓展了应用空间,为避雷器的智能化迈出了坚实的一步。

图10 9月份每个杆塔的落雷统计

图11 整条线路全年统计

[1] 杨小青,翁舟波,朱莺.改进氧化锌避雷器实时在线监测表的设想 [J].大众科学研究与实践,2008(03):20-22.

[2] 谢忠宝.氧化锌避雷器事故及运行检测方法探讨 [J].广东电力,2009(06):16-18.

[3] 毛慧明,左斌武,李宏建.数据远传型避雷器在线监测器的研制 [J].电瓷避雷,2009(03):23-25.

On Remote Transmission Device of Arrester Counter with Wireless Data Modem

ZHU Rui-gang1,AN Hong-yu1,ZHU Xiang2
(1.Jinzhong Power Supply Company,Jinzhong,Shanxi 030600,China;
2.Wuhan Kang Pu Chang Qing Software Technology Co.,Ltd,Wuhan,Hubei 430070,China)

In view of the limited usage of arrester counters,a remote transmission device of arrester counter with wireless data modem is designed.The composition,structure,application scope of the device is also introduced,and finally the situation of the device in run is stated,the result of which proves that the device could suit for all of the current arresters in work.

wireless data modem;arrester counter;data relay;wireless transmission

TM835

A

1671-0320(2010)04-0025-03

2010-01-15,

2010-05-24

朱瑞刚 (1971-),男,山西晋中人,1996年毕业于山西大学电力系统及其自动化专业,工程师,从事高电压工作;

安宏宇 (1974-),男,山西榆社人,1997年山西电力工程学校发配电专业,工程师,从事高电压工作;

祝 翔 (1976-),男,湖北天门人,2003年毕业于华中科技大学控制理论与控制工程专业,从事高电压工作。