变电站线路事故跳闸远程报警装置的设计与应用

吕菊平

摘要：单片机技术发展前景较好、技术稳定、价格低廉、兼容性佳，而且其内部硬件资源结构较佳、I/O端口较多且容量比较大，所以本文以某供电企业为例分析，然后明确了变电站线路事故跳闸远程报警装置设计及应用要点，主要目的为及时检测故障点，借助I/O端口发送信息、接收信息，为用户提供稳定、可靠的电能，满足用户的用电需要。

关键词：变电站;线路事故;跳闸;远程报警;装置设计

一、变电站线路事故案例情况分析

以某县级供电企业为例进行分析，为35kV无人值守变电站，其电力设施为主要部分，10kV配电网监控的信息量比较大，而且通过信息分类管理、分层管理、分屏管理等处理。事故跳闸报警、异常信息报警不能很好的区分，电网事故信息附带及次要信息淹没问题比较常见，且会使得较多信息误报、漏报及错报等，这时必然会对相关监控人员造成直接影响，不能及时准确评判跳闸事故、及时上报运维班组工作人员及时采取对应的措施处理问题，从而引发大面积长时间停电的现象。如此一来，不但会对正常生产、用户生活构成不利的影响，同时不能确保社会的安定，会在不同程度上增加用户投诉的概率。通过研究发现2016年一年内矿区供电分公司10kV配电故障次数总计210次，其中漏报、误报分别为15次、66次。运维班前往管辖站最大范围为55km，所以误报漏报情况的发生要求相关工作人员前往站内对相关设备进行巡查，此时必然会加大巡线人员的工作量、工作压力，以及供电企业成本，并会对供电企业供电的安全性、稳定性，乃至公司生产和经营等多个方面构成严重威胁，所造成的影响无法估量、需引起重视。

需要注意的是，调度数据网可在SDH之上完善的IP技术机制，网络结构包括核心层、汇聚层、接入层几个部分，经对不同管辖站设备排查发现，遥信信号抗干扰能力较弱，断路器设备辅助触点操作后易受到振动因素所影响，产生辅助触点接触不良的状况。与此同时，设备长时间运行的过程会发生通信网关、通信双绞线插头氧化等相关故障问题，而这也是导致测控装置间隔通信中断、路由器——光端机光纤衰耗的基本原因。上述情况下还会造成监控信息漏误报及频报的状况，因调度监控中心可对不同管辖站设备加以监视、控制，故此若没有实现调度、供电部门间信息共享，则不能加强联系、沟通，会使得停电线路无法在第一时间得到有效处理，从而加大故障范围并致使设备受损程度严重。

二、变电站线路事故跳闸远程报警装置设计关键点

其一，该装置主要包括：10kV配电网事故跳闸信号屏、PC服务器远程监控平台，系统分析又可分为后台任务、事件导出，其中后台任务重点负责采集后台数据，经HSDA接口、TSDA接口采集事故跳闸信号实时数据，然后通过数据处理、储存器，以及通信和GSM等模块处理。软件架构有前台展示、后台任务部分，使用远程对象调用技术、Java数据库，实现数据交互的效果。

其二，采用数据处理模块可对接收的数据信号加以评判，在此之后经串口——GSM模块发送高电平，利于技术读取SIM信息、于手机发送报警信息。报警存在移动、联通2种发送形式，能够减少漏发问题的发生。报警信息发送至值班人员手机、10kV配电网事故跳闸信号屏，可以清晰的观察到不同配电线路事故跳闸系统状态，相关工作人员经信号屏或是手机，均可对某一路事故跳闸进行客观评判，以此使得值班人员在第一时间准确掌握变电站相关信息，对输电线路故障所致停电事故作以处理。变电站10kV配电线路运行事故跳闸信号屏，应用的为铝合金型材，信号屏单元有边框、PCB面板，以及彩印设备线路图层、跳闸指示灯等。其中边框为绿合彩材质、四周存在卡条，系统图层方面会使用印刷的形式进行制作;而一次系统图存在开关可发挥双色LEF灯的作用，设备线路运行良好呈“红色”、事故跳闸显示“绿色”。边框、面板间布设了能够拆卸的结构，铝合金边框表面能使用电镀技术工艺，四周使用平开断料呈斜角切割对接，断料储存误差<1.8mm，以横竖杆螺丝进行连接即可。屏面为变电站一次设备系统10kV配电线路、分布层数为2层，板面安装可通过自扣式连接口、螺栓保持连接的状态，不但能对板面加以调节，而且屏面件能够借助固定插槽方式安装，如此利于显示元件双色LEF灯光，屏面断路器LED灯均设置为一次设备运行的状态，可以实时显示出变电站不同线路开关运行的状态。除此之外，灯体面、屏体处于相同平面，为红灯/绿灯的状态，系统控制电路应用的为16位单片机，有助于确保事故处理的效率，减轻工作人员的工作量。

三、变电站线路事故跳闸远程报警装置的应用

首先，在分闸前5s有无发生安全事故加以了解，若是未观察到异常則为正常分闸;对分闸后10d有无产生合闸情况进行分析，未见合闸即为故障跳闸，发生合闸则应该对是否分闸作以研究，如果为未分闸的状态表示重合成功，反之为分闸重合不成功。这时，建议将重合不成功故障跳闸信号，借助GSM模块的作用发出报警信号，以此确保故障跳闸、操作分闸识别工作效率，故障判定的时间控制在2min左右。同时需及时自动记录事故跳闸事故相关信息，将时间存储到存储器中。其次，遵循保护规则库要求进行记录、报警处理，断路器分闸、存在保护动作信号，即可判定为故障跳闸;一段时间内断路器重复分合闸，对反复动作加以保护，能够评判为检修调试;若存在开关信号、没有保护信号，则为正常分闸;RTU保护动作存在保护动作信号，表示故障跳闸;站内同时产生多个断路器分闸情况，能同时保护信号动作代表无故障;一段时间站内有较多断路器合闸、没有保护动作，可以评判为接地试拉、无故障。其三，系统控制电路通过单片机、时钟，以及复位、存储器和事故跳闸指示灯等模块构成。MA232构成了全双工串行通信电路RXD端口、TXD端口，连接单片机I/O 10接口、I/O 11接口经计算机连接，如此利于很好的显示出变电站10kV线路事故跳闸信号，及时查询、打印报表相关信息，具有操作简便、成本低、不需维修等方面优势。应用电脑软件对远端管理监控效果较好，因而能够将公司内网安全管理系统终端管理、 网络管理融合，达到集中远程监督、控制的目的，变电站/调度中心电力自动化系统、连接相联系起来，有助于获得数据实时共享的效果。其四，语音报警器编程语音模块通过AD语音报警模块构成，该模块应答音频文件处于TF卡根目录，语音文件返回命名后TF卡、单片机会选用二线串口的凡是通信，和P0.3和P0.4引脚进行连接。值得一提的是，这一模块作为能反复擦写语音内容大容量存储模块，利于自动识别语音文件，最多能够存放500段以上的语音。单片机使用CLK时钟、DI数据线发送数据，旨在对模块加以严格的管控，单片机发送音频地址后就可以触发音频。

不同音频地址、命令码、内容情况分析：（1）命令码0x0001、语音地址1，触发状态、文件名分别为：播放首段语音、0001街王庄042.ad4;（2）命令码0x0002、语音地址2，触发状态、文件名分别为：播放第二段语音、0002二社038.ad4;（3）命令码0x0003、语音地址3，触发状态、文件名分别为：播放第三段语音、0003马庄036.ad4;（4）命令码0x0004、语音地址4，触发状态、文件名分别为：播放第四段语音、0004北阳台032.ad4;（5）命令码0x0005、语音地址5，触发状态、文件名分别为：播放第五段语音、0005园区033.ad4;（6）命令码0x0006、语音地址6，触发状态、文件名分别为：播放第六段语音、0006煤化035.ad4;（7）命令码0x0007、语音地址7，触发状态、文件名分別为：播放第七段语音、0007宝峰037.ad4;（8）命令码0x0008、语音地址8，触发状态、文件名分别为：播放第八段语音、0008彭楠041.ad4;（9）命令码0x0009、语音地址9，触发状态、文件名分别为：播放第九段语音、00091号接地变032.ad4;（10）命令码0x0010、语音地址10，触发状态、文件名分别为：播放第十段语音、0010 2号接地变033.ad4。通过改造发现配电网运行监测能力得以提高，不会受到活动范围所影响，特别为无人变电站用户能在较短时间响应，能缩短停电时间、确保配电网供电的稳定性，同时节省维修的费用。

结束语：

变电站线路事故跳闸远程报警装置的应用，能及时采集无人变电站终端跳闸事故信息，作以监控、分析和记录等处理，便于运维人员、线路班组人员在第一时间处理事故问题。如此一来，可降低值班人员的工作压力，提升电网运行的安全性及稳定性，同时利于减少人力资源、物力资源、财力资源的投入，更好的维护供电企业的经济效益，满足人们的用电需求。

参考文献

[1]林伟鹏.500kV变电站500kV线路开关跳闸事故处理及分析[J].电工技术，2018，（9）：99-101.

[2]张平，杨朋威，王达， 等.一起智能变电站跳闸事故分析与改进方案[J].东北电力技术，2018，39（9）：59-62.

[3]方鸣，吴刚.变电运行中跳闸故障及处理技术分析[J]. 通信电源技术.2019（11）

中民源电力设计有限公司南京分公司，江苏南京 210000