一种快速判断开关回路故障范围的智能终端的研制
2020-06-29樊国盛梅成高韩莎祝远来
樊国盛 梅成高 韩莎 祝远来
摘要：目前，由于早期的变电站开关的操作机构和回路元件老化，容易发生开关机构故障、分合闸线圈烧坏、操作插件损坏、操作回路异常等故障现象，当开关操作失败后，需要保护、开关检修两个专业的人员赶到现场进行检修，再根据排查结果对故障范围进行讨论判断分析，导致停电检修时间长，且耗费大量人力、物力，影响恢复供电的及时性。针对开关控制回路断线的问题，研究了一种能快速判断开关控制回路断线故障范围的智能终端，以缩短检修时间，节省现场维护的人力、物力，还能实现远方监视判断。
关键词：开关回路;快速判断;故障判断;设备检修
1 现状分析
电力系统的供電保障有着极其重要的意义，如果说停电是在所难免的，那么停电故障的排除就有着非同寻常的作用。快速排除故障，尽早恢复供电，是电力行业一直努力的方向。随着新技术的发展和应用，故障排除工作中逐步导入了新技术和新型设备。新技术的应用，对快速排除故障起到了非常重要的作用。
在早期的变电站开关设备中，元件老化，故障较多，但不能立即完成换型改造，需结合经济投资或停电难易进行改造，所以给日常运行维护带来了极大的不便，但我们可以从技术上优化故障消缺时间。鉴于此，在充分总结实际经验的基础上，开发出了一套开关控制回路断线故障快速判断智能终端，解决了开关设备故障判断的问题，为检修工作赢得了时间。
2 研究目的和必要性
在变电站设备的实际维修过程中，回路元件老化是难免的，由此而引起的故障包括分合闸线圈烧坏、操作插件损坏、开关机构失灵以及其他回路故障等。当开关操作失败后，需派一次、二次两个专业的维修人员去现场检查，尽快处理消缺，恢复停送电。两个专业的维修人员在各自的专业范围内，各自去分析判断故障范围，交流对于故障原因的看法。由于专业水平的高低不同，这种现场交流会有种种问题出现，从而延长了故障排除时间。特别是对于那些故障点不明显、不确定的问题，常常需要长时间的排查和讨论分析才能得出结论，导致停电检修时间长，且耗费大量人力、物力，从而影响恢复供电的及时性。停电时间的延长，不但增加了经济上的损失，也会带来一些不好的社会影响。所以，缩短停电时间，加强供电保障，是电力人多年来的努力方向。在现有的技术条件下，对于这样延迟时间还没有解决的问题，必须开发出新的技术来解决。
针对开关控制回路断线的问题，我们研究了一种能快速判断开关控制回路断线故障范围的智能终端，以缩短检修时间，节省现场维护的人力、物力。在智能终端的帮助下，一般的专业人员就能快速判断故障部位，从而尽早排除故障，甚至无需两个专业的维修人员到场，只需一个专业人员就能解决问题。
3 快速判断的实现方式
这个智能终端是采集合闸和分闸出口处端子的电压，根据电压变化的情况，判断故障的部位和大致范围（图1）。当开关操作失败时，若想分闸或合闸的出口端子为正电，正电进入智能终端，可分析判断出断路器操作机构箱内二次回路故障，仅需一次开关检修人员赶赴现场处理;若想分闸或合闸的出口端子为负电，负电进入智能终端，仅需二次检修人员现场检查保护装置操作箱或至断路器操作机构二次回路。
这个终端采用以太网连接线，连接开关设备和后台监控器进行远方监视判断（图2）。必要时，可以连接互联网，传输距离没有限制。智能终端运行LINUX系统，功能扩展方便，互联网功能强大，数据传输快速、准确。路由器可以连接局域网，也可以连接互联网。由于LINUX系统的强大网络功能，这些连接都很方便、快速、准确。
图2中，光耦接收到正的或负的电压时，光耦副边导通，信号传输给LINUX主板，主板分析判断后，将信号传输给以太网端口。后台监控设备可以放在任何一个有互联网的地方，当需要互相交流时，这就显得格外方便实用了。交流故障维修信息，对于提高维修水平具有积极作用，特别是和设备的生产厂家及设备高级专业维修人员交流时，这个联网功能就更加重要。高级专业维修人员指导一般维修人员去排除故障，这在实际工作中所起的作用非常大。有了联网的功能，可以让任何人在任何地方去查看设备的故障信息。由后台监控得到的信息，基本可以初步确定故障原因和大致范围。如果有录波信息，还可以查看录波信息，对于故障的判断就更加准确了。有了这个初步的判断，派去现场的人员就会有针对性，不会浪费人力资源和设备资源。
4 结语
总之，开关控制回路断线故障快速判断智能终端的开发成功，为变电站的设备维修提供了一种简单快速的辅助装置，极大地提高了维修效率，减少了维修人员工作量，有效集中了维修资源，为快速协同分析设备故障提供了一个很好的解决方案;而LINUX系统强大的联网功能，为将来的功能扩展和更多设备综合联网提供了良好的基础。总之，该智能终端的研发为电力行业整体维修水平的提高做出了积极贡献。
[参考文献]
[1] 詹桦.断路器控制回路断线的原因分析及处理方法[J].机电信息，2019（29）：16-17.
[2] 黄镇，吴坚，常俊晓，等.开关控制回路断线自诊断装置的研制及应用[J].电工技术，2018（19）：58-60.
收稿日期：2019-12-10
作者简介：樊国盛（1986—），男，贵州兴义人，高级工程师，研究方向：电力系统继电保护及安全自动。
