高压开关实时状态监测系统设计

叶宇超 潘振权 姜晓雷 沈聪 王发明

摘要：高压开关作为在电力系统中起着关合及开断电力线路作用的重要设备，其能否安全可靠运行直接影响到整个电力系统的稳定性和供电可靠性，本文主要设计一款高压开关实时状态监测系统，可以实现对开关的实时分合状态、实时潮流数据、实时事故跳闸信息的监测以及开关的参数、历史缺陷情况、发热情况、事故跳闸次数、分合动作次数等数据的实时查阅，提高对故障的反应速度。

关键词：高压开关;监测系统;设计

一、绪论

随着电力行业的快速发展，变电站设备安全运行的稳定性及经济性愈发显得重要。变电站除了变压器外，最主要的核心设备就是高压开关，开关作为变电站的重要电气设备，担负着分合电力线路、保护系统安全的双重作用。但是，目前变电运维人员对变电站开关类设备实时状态、历史数据的了解手段还只停留于查阅系统、台账以及日常的巡视，这已经跟不上电力行业的快速发展，也暴露出越来越多的缺陷。如果不在工作日，就无法随时随地地对开关进行跟踪，如果急需查看某个具体开关的实时状态以及历史数据就无法实现。

所以通过一个软件的研发对开关实时状态、历史数据进行实时查阅、在线阅读已成为一个必然趋势。

国外对高压开关在线监测系统的研究开发较早，高压开关在线监测技术正逐步进入实用化阶段。其实现手段是通过在高压开关中引入微处理器，对一些能够反映高压开关运行状态的重要参数进行长期连续地监测。不仅可以监视设备当前的状态，还可以分析某些重要参数的变化趋势，捕捉潜在的合已经存在的故障，为设备状态检修提供依据。国内目前也有诸多高校在研究高压开关的综合在线监测。如西安工程大学研究的“高压开关柜综合在线监测与故障诊断”首次集成实现了高压开关柜柜体内温湿度、小车位置、接地开关、断路器分合状态、触头湿度等参量的在线监测以及高压开关的故障诊断。本文与上述国内外研究的侧重点不同，本研究主要是开发一种掌上软件，可以实现对开关的实时分合状态、实时潮流数据、实时事故跳闸信息的监测以及开关的参数、历史缺陷情况、发热情况、事故跳闸次数、分合动作次数可以随时的追踪调阅。

二、相关技术

对于本电力指标监控系统，Web Scraping可以在小流量的情况下，通过HttpWebRequest请求所要获取指标数据的页面，由HttpWebResponse接受返回的报文，接着由StreamReader来读取指标数据到HtmlDocument中，最后通过SelectNode（）方法搜索需要指标数据所在的标签ID捕获需要的关键业务数据或指标信息，并保存到数据库中，再通过数据库语句查询后加载到高压开关监控系统。

三、主要功能

结合运维检修人员的需求，及SCADA系统的特性，设置如下四个功能：

报警阈值设置：系统会自动从系统中获取到所有线路下的高压开关，工作人员点击具体每一个高压开关，可以设置该高压开关电流，有功和无功数据的报警阈值。

实时数据监测：系统通过模拟HTTP请求，实时访问SCADA系统获取E文件，然后通过解析E文件来获取实时的高压开关的电流，有功和无功数据。

自动发送短信通知：系统在获取到实时的电流，有功，无功数据后，与之前工作人员设置的阈值进行对比，如果获取到的指标超过设置的阈值，则系统将通过协同办公系统发送提醒短信，及时告知工作人员该高压开关数据异常，不需建立数据库。工作人员在收到短信后就能及时的了解到高压开关数据异常，能够及时的去排查处理。如此，工作人员不需要被动在守在系统前，手动实时查询异常数据，系统将主动捕捉到异常数据实时提醒工作人员，减少工作量的同时及提高反应速度。

高压开关异常备注：工作人员可以对每个高压开关进行备注，比如该高压开关什么时候投入使用，历史的异常情况记录和其他需要备注的信息。这样工作人员可以方便的了解到该高压开关投入使用后所有的备注信息。

四、结语

本文结合运维检修人员的需求，及SCADA系统的特性，设计了一款高压开关实时状态监测系统，主要具备报警阀值设置、实时数据监测、自动短信发送及异常情况备注四大功能，大大提高了运维人员的工作效率及对异常情况的反应速度。

参考文献：

[1]柏松，杨振辉，柏鎮.高压直流电监测系统的设计与实现[J].中国设备工程，2018（01）：148-151.

[2]李伟奇，周华，李智勇.分析高压开关的运行故障[J].科技资讯，2018，16（02）：70+72.

项目：本文由国网宁波供电公司创新咨询项目“一种高压开关实时状态、历史数据在线监测阅读软件的开发研究”资助