一种新型的变电站设备区门状态在线监测告警系统研制及应用

摘要：为了加强对变电站设备区内门型设施的监管，及时发现长时间处于打开状态的门型设施，研制了一种新型的变电站设备区门状态在线监测告警系统，实现一台主机同时对多个门的开合状态进行在线监测。当被监测的门超过设定时限仍没有关闭时，远程主机系统弹出告警并发出声光提醒;而当某设备区检修、门需长时间打开时，可在远程系统更改延时告警时间或撤销防护，避免短时重复告警。

关键词：门型设施;开合状态;在线监测;告警系统;无线通信

0    引言

变电站设备区内门型设施众多，其中一部分需经五防锁才能打开操作，另一部分则是仅依靠自身门锁自由开合操作，后者主要包括端子箱、检修电源箱、高压室等设备室门。现今大部分变电站采用无人值班方式，加之运行值班人员有限，无法时刻跟踪可自由开合的门型设施的开合状态，时常出现因到站施工人员工作间断或结束后未关、漏关，或遇到恶劣天气门型设施被大风吹开的情况。当这些门型设施长时间处于打开状态下，容易造成大量小动物进入、雨水侵入，使内部二次设备受到损害、受潮，造成设备短路及接地，严重影响设备的健康及正常运行。

针对上述状况，为了加强对变电站设备区内门型设施的监管，及时发现长时间处于打开状态的门型设施，现研制一种新型的变电站设备区门状态在线监测告警系统，实现一台主机同时对多个门的开合状态进行在线监测。当被监测的门超过设定时限仍没有关闭时，远程主机系统弹出告警并发出声光提醒;而当某设备区检修、门需长时间打开时，可在远程系统更改延时告警时间或撤销防护，避免短时重复告警。

1    应用前景

基于变电站设备区门型设施由于人为或外力原因而长时间打开的情况，研制了一种新型的变电站设备区门状态在线监测告警系统，可推广至我局各变电站进行使用，可将远程主机设置在安保值班室，在日常施工及天气突变情况下及时反馈设备区门的情况，实现异常情况的快速处理。

2    技术创新点及关键点

（1）门上直接加装辅助开关及传感器，无需更改原有设计，适用性广;

（2）采用无线通信技术，传输距离远，避免了使用电缆，节省了成本;

（3）远程主机能同时对多个设备区门实现集中管理、实时监测、智能告警;

（4）系统可设置延时告警、即时定时启动或撤销警报功能，有效避免了在设备检修需打开门时的重复告警;

（5）变电站内设备区门多、范围广，利用该系统即可实现长时间处于打开状态的门型设施的快速、精准定位，大大缩短了反应时间，有效提高了工作效率。

3    原理和结构

本在线监测告警系统的核心是PLC编程及无线传输技术。

PLC编程是一种数字运算操作的电子系统，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。它采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作，即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一條指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

目前，电力通信专网大量使用了光纤这种方式组网，一旦出现自然灾害，将对光缆的正常运行造成严重的威胁，很可能出现光缆大面积中断的情况，而光缆的抢修又要在条件满足的情况下进行，需要的时间比较长，这将对电网的安全运行造成严重影响。本装置应用的是模拟微波无线传输技术，即把信号直接调制在微波的信道上，通过天线发射出去，监控中心通过天线接收微波信号，然后再通过微波接收机解调出原来的信号。这种传输方式具有造价便宜、施工安装调试简单的优点。

如图1所示，本在线监测告警系统整体主要可以分为3个部分，包括：（1）远端行程开关，感知门的状态后把信号传输给无线发射模块;（2）无线接收模块，接收三个发射器发出的信号，再将信号传给PLC处理;（3）PLC、触摸屏模块，PLC将处理过的信号反馈给触摸屏，在触摸屏上编好程序，不同编号的门打开时，它能在屏幕上正确提示，同时报警灯会亮，蜂鸣器发出声音。

（1）首先每个门上需安装行程开关或检测光电，同时把信号接入远程IO模块，远程IO模块附带IO输入点，通过无线信号反馈至监控中心的控制箱内的远程模块，控制箱内的模块接收到信号，从而判断当前检测门的开合状态。

（2）每个门配置一个行程开关（检测光电）和一个远程IO模块，并给每个远程模块提供电源插座供电。

（3）控制电箱内装有一个总断路器2P C16A、一个分断路器1P C2A、一个100 W开关电源，电源供电给触摸屏、中继、指示灯。面板开孔放置一个急停按钮、一个电源选择开关、一个电源指示灯、一个蜂鸣器（报警器）。

（4）触摸屏显示监控页面，监控当前门状态，设置延时报警、定时启动和关闭的程序，建立报警记录表，设置进入等级权限，防止误操作清零数据。

通过以上原理，检测开关就被检测的门是否打开，通过远程无线信号反馈给主机，主机判断分析，发出声光警报，显示报警位置;PLC正确记录数据，并在触摸屏显示读写状态，无需人工前往被检测门前查看，从而实现了监控及远程查看和操作的功能。

4    结语

变电站设备区门型设施内设备的安全运行及使用寿命，与小动物侵害及周围环境影响有密切的关系，而每一道门作为与外界隔离的第一道关卡，确保在无人工作的情况下保持关闭状态尤为重要。一种新型的变电站设备区门状态在线监测告警系统正是为实时监测各道门的状态而研制，它使运行人员能以最短的时间收集各道门的状态信息，有效快速地处理好门型设施的非正常关闭状态，为内部设备提供良好的运行环境。

[参考文献]

[1] 王懿.无线通信技术及在电力通信专网中的应用[J].通讯世界，2016（6）：41-42.

收稿日期：2019-11-26

作者简介：黎同浪（1990—），男，广东云浮人，变电站值班员，助理工程师，研究方向：变电运行。