继电保护备用插件智能存储柜研制

张建民，韩　涛，程　鹏，魏延彬，刘　涛

（国网山东省电力公司莱芜供电公司，山东　莱芜　271100）

继电保护备用插件智能存储柜研制

张建民，韩涛，程鹏，魏延彬，刘涛

（国网山东省电力公司莱芜供电公司，山东莱芜271100）

为确保继电保护装置的正常使用，需配备大量的备件。但继电保护装置的备件种类繁多，且易受温湿度、静电等外部环境的影响，为其日常的维护工作带来很大困难。为此，研制一种安全可靠且易于统计管理的继电保护备用插件智能存储柜，介绍该存储柜的组成，并从创新性、安全性、经济性和可推广性等方面阐述其应用效果。

继电保护；备用插件；智能存储柜；应用效果

0　引言

如今继电保护装置已经全面微机化，其实质由不同功能的插件板组成，一个市级供电公司管辖范围内的变电站可能有上千套继电保护装置，插件数量和种类繁多，维护和消缺工作量巨大；同时，插件作为精密电子器件容易受温湿度、静电等外部环境的影响，因此如何妥善保存及高效管理继电保护备用插件成为了一个重要课题［1-3］。

当前继电保护备用插件一般都是堆放在仓库内，或采用泡沫盒存放，容易混淆，难以查找，并且在冬夏两季恶劣的温湿度环境下，容易导致插件寿命缩短［4］，甚至损坏，降低了工作效率，造成不必要的损失。

此外，继电保护插件会因存放时间过长而造成老化或技术性淘汰，导致插件报废，因此做好备品备件的储备和管理工作对继电保护状态检修的实施有重大意义［5］。

为解决上述问题，基于定置管理理念，并结合信息化管理、温湿度传感自动控制技术，研制一种安全可靠储存且易于统计管理的继电保护备用插件智能存储柜。

1　基本组成

存储柜主要包括主控单元、备用插件存储柜、排风散热系统3部分。组成结构如图1所示，实物如图2所示。

图1　存储柜组成结构

1.1主控单元

主控单元包括主程序、电脑主机和人机交互显示器等。主程序采用C/S结构，基于sql2005数据库，以.net开发语言为基础研发，具有很好的可扩展性和可读性。主程序功能强大，可以实现以下主要功能。

图2　存储柜实物

1）记录所有插件存取信息、自动生成存取记录；

2）自动生成所有插件的库存盘点，准确通报插件总体种类、数量；

3）实现插件模糊化快速搜索，保证快速准确找到所需插件；

4）设有借出/归还模式，并自动生成借出/归还记录，实现插件多样化管理；

5）设有最低库存提醒和商品到期提醒，提醒管理员及时添加或更换插件；

6）随时“一键备份”所有备用插件详细信息，保证数据信息安全。

此外，主控单元通过RS485数据连接线与排风散热系统、门禁系统实现“互联”，从而可以采集存储柜内部温度、湿度以及开门记录等“遥信”信息，并可根据采集温湿度信息发出“遥控”命令启停排风散热装置。

1.2备用插件存储柜

备用插件存储柜存储区域采取分层、分区排列，网格化存放。

两类存储柜都包括上下卡板、安装在两侧的竖支撑杆和支撑杆上的定位螺栓。定位螺栓用来固定或调节上下卡板的位置，实现上下卡板间高度可调，灵活适用于不同高度的继电保护插件。区别在于备件存储柜上下卡板的面板设有卡槽，继电保护插件即插在相对应的上下两个卡槽内，卡槽位置可人为灵活设置，以保证适用于不同厚度插件。此外，卡槽内部装有行程开关（限位开关），当插件插入卡槽时行程开关受到挤压时置1，当行程开关未受到挤压时置0，行程开关的0/1信息上送主控单元，从而实现对该位置插件数量的自动统计，省去了人为输入或统计的麻烦。

1.3排风散热系统

排风散热系统包括温湿度传感器和通风散热装置两部分。通风散热装置一部分设置在备品备件室窗口处，另一部分设置在每个存储柜柜体底部，通过温湿度传感器采集存储柜内的温湿度信息，并上送给主控单元，主控单元接收温湿度信息，并与人为设定的排风散热装置启动值相比较。若大于设定值，则启动通风散热装置；若小于设定值，则不启动排风散热装置。此外，若自动控制失效或需要人工对环境进行干预，可通过手动方式开启或关闭加热器，保证插件时刻处在一个“标准”存储环境中，从而有效防高温、防潮，避免因存储环境导致插件损坏。

2　实施效果

2.1创新性

该存储柜的研制基于定置管理理念，并结合信息化管理、温湿度传感自动控制技术，主要体现为继电保护插件信息化管理、存取流程更加方便简捷、实现继电保护插件全寿命周期管理和存储环境标准化等特点。

插件信息化管理。继电保护插件智能存放柜按照“三号定位法”（柜号、层号、位号）进行定置管理：将不同厂家插件分柜放置，在每个存储柜内存储区域分层、分区排列、网格化管理，定置存放；存取备品备件时，通过定义插件“地址信息”和每个“地址”行程开关自动感应，备品备件的出入库时间，品名数量、放置位置等信息实时、自动录入主控单元，避免了人为建立“台账”而出现的失误和烦琐步骤。此外，实现插件借出归还多样化管理模式、最低库存提醒和“一键备份”备品备件信息等功能。

存取流程方便快捷。定义每个插件存放位置的“地址信息”，该信息与对应存放位置卡槽内部装设的行程开关相关联，通过行程开关变位来控制该地址的插件数，能实现插件模糊化快速搜索，只需在电脑上搜索物品名称即可快速准确找到物件的对应位置，方便快捷，大大提高取用插件的效率。

插件全寿命周期管理。针对继电保护装置插件寿命周期不同的特点，设置出库后运行的装置/插件和库存的备品备件到期提前提醒功能，实现对继电保护装置和插件从采购入库至寿命到期后更换的全寿命周期管理，提高生产效率和管理水平，同时也为今后的状态检修工作提供基础数据支持。

存储环境标准化管理。主控单元采集存储柜内温度、湿度以及开门记录等“遥信”信息，并根据采集温湿度传感器的信息来判断是否“遥控”启停排风散热装置。当温湿度显示屏达不到标准时，系统自动开启加热器，进行加热与除湿。若自动控制失效或需要人工对环境进行干预，可通过手动方式开启或关闭加热器，保证插件时刻处在一个“标准”存储环境中。

2.2安全性

存储环境更安全。通过温湿度自动控制技术，使得继电保护插件能够存储在一个标准温湿度存储环境中。此外，存储柜存储环境相对封闭，能有效防尘；存储柜柜体、把手有效接地，当人体碰触柜体或旋转把手打开门禁时，能有效将自身静电导入大地，有效防止静电对插件带来的“损伤”。图3记录7月25日存储柜内温度信息，当天最高温度33°C，图4记录7 月20日—7月27日每天最大湿度信息。从图3和图4可看出，继电保护备用插件智能存储柜内温湿度能很好控制在设定区间内 （温度≤30℃，湿度≤75%RH），符合继电保护相关规程要求，从而确保插件储存安全。

图3　存储柜内24 h温度统计

电网运行更安全。一方面，通过实现对继电保护插件的全寿命周期管理，及时提醒即将过期的继电保护插件，避免由于继电保护插件过期而发生的缺陷；另一方面，存储柜实现高效快捷查找、取用插件，在发生二次设备故障时，保证准确及时查找相应备用插件，缩短抢修时间。经实际验证，使用存储柜前，从仓库查找备件时间大约30min/次，而使用后，查找时间缩短至4min/次。

图4　存储柜内最大湿度统计

2.3经济性

该存储柜在莱芜110 kV市中变电站扩建工程、220 kV方勺线两侧换保护工程、110 kV城子坡变电站升压改造工程中都得到了广泛应用。应用以来，不同功能的继电保护插件、装置备品存放入温湿度可感可控的标准化存储环境中，实现了插件存放采取区域化、网格化定置放置，存取流程一体化、信息化管理。

2012—2014年继电保护装置备用插件管理情况，如表1所示。按照继电保护生产厂家提供的保护装置插件价格进行粗算，使用该技术后可以每年大约节省10万元成本。

表1　2012—2014年备用插件管理情况

由于存储柜能够高效查找、取用插件，且实现对继电保护插件的全寿命周期管理，极大地减小了保护装置紧急故障或缺陷对电网运行造成的影响，间接经济效益十分显著。

2.4可推广性

实用性。该成果自应用以来，不同功能的继电保护插件、装置备品存放入温湿度可感可控的标准化存储环境中，插件存放采取区域化、网格化定置放置，存取流程一体化、信息化管理，很好地解决了生产一线班组工作现场仓储管理难题。

可扩展性。主控单元主程序采用C/S结构，基于sql2005数据库，以.net开发语言为基础进行程序研发，用户可以根据自身需求扩展、增减功能模块，使其适合自身需求。

通用性。柜体内体采用“卡板”+“卡槽”模式，使得每个插件的单位存储区域高度和宽度可随意调整，以适用于不同型号、不同大小插件，通用程度高。

3　结语

研制一种为继电保护备用插件提供安全可靠存储且易于统计管理的继电保护备用插件智能存储柜。应用效果表明，该存储柜能够高效查找、取用插件，且实现对继电保护插件的全寿命周期管理，具有一定的创新性、安全性、经济型和可推广性。

该存储柜已在威海、济宁、泰安、山西等部分供电公司进行了推广应用，后续还将推广至发电厂、继电保护装置生产单位等。

考虑到插件出库后运往变电站的过程中可能受外部因素影响而损坏，后续还应配套设计一种“继电保护插件储运箱”，以最大限度保证继电保护插件的“全过程安全”管理。

［1］杨奇逊，黄少锋.微机型继电保护基础［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［2］杨晶晶.智能变电站继电保护装置备品现状及其备件保护研究［J］.硅谷，2013（16）：155-161.

［3］谢冰，翟西伟，肖学权.继电保护装置插件全寿命周期管理［J］.科技传播，2013（17）：52-53.

［4］沈青竹.继电保护备品备件自动化仓储管理的探讨［J］.科技资讯，2012（25）：129.

［5］姜涛.继电保护状态检修实际应用的研究［D］.杭州：浙江大学，2008.

Intelligent Locker for Spare Parts of Relay Protection

ZHANG Jianmin，HAN Tao，CHENG Peng，WEIYanbin，LIU Tao
（State Grid Laiwu Power Supply Company，Laiwu 271100，China）

A great number of spare parts of relay protection are needed in order to ensure the safe operation of relay protection devices.Due to various type of spare parts，being easily affected by the external environment，such as temperature，humidity and static electricity，the routinemaintenance of spare parts are very difficult.A reliable and intelligent locker for spare parts of relay protection，which managed spare parts easily，was developed.Finally the component of the intelligent locker is introduced aswell as its innovation，security，economy and popularization.

relay protection；spare parts；intelligent locker；application effects

TM561

B

1007-9904（2016）03-0068-03

2015-10-12

张建民（1987），男，从事继电保护工作。