帶無線數據接力的避雷器動作計數器遠傳裝置

朱瑞剛,安宏宇,祝 翔

(1.晉中供電分公司,山西晉中 030600;2.武漢康普常青軟件技術有限公司,湖北武漢 430070)

帶無線數據接力的避雷器動作計數器遠傳裝置

朱瑞剛1,安宏宇1,祝 翔2

(1.晉中供電分公司,山西晉中 030600;2.武漢康普常青軟件技術有限公司,湖北武漢 430070)

針對當前避雷器計數器應用的局限,設計了一種帶無線數傳電臺模塊的避雷器計數器遠傳裝置。介紹了裝置的組成、結構、應用范圍,最后給出了裝置在試驗中的運行情況,結果證明該裝置能適合當前所有的掛網避雷器應用場合。

無線數傳電臺;避雷器計數器;數據接力;無線遠傳

0 引言

隨著線路用避雷器的增加,怎樣及時、有效地獲取避雷器的動作次數及泄漏電流等相關數據,成為電力系統越來越突出的一個問題。目前110 kV及以上輸變線路上的避雷器主要由人工觀察動作計數器次數的方式來采集數據,再制成數據統計的表格等供電力部門參考。這種方式容易受觀察者自身因素的影響,造成誤讀、記錄出錯等問題,而且由于大部分的避雷器是在野外的無人區,相互之間的間隔很遠,做一次統計不僅耗費巨大的人力物力,而且還要考慮當時的天氣狀況等自然環境因素,實現起來非常不方便,很容易出現遺漏,無法準確監測分析避雷器的安裝效果和雷電活動情況[1]-[2]。

國內外針對這個問題,開發了很多的避雷器計數器遠傳裝置,通過短信、現場總線、光纖等方式將計數器的動作情況發送到服務器上,取得了較好的效果。但也存在很多的問題,如用現場總線、光纖的方式是有線傳輸,適合在變電站周圍等地方實施,若距離太長,則從施工、成本等方面考慮沒有實際意義。通過短信的方式進行數據發送不受距離限制,但在沒有GSM信號的地區就沒法使用了,而現在的避雷器很大部分都在這樣的山區,因此迫切地需要采用其他的方式來解決這種條件下的避雷器計數器數據遠傳問題。

針對這一背景,本文設計一種采用帶無線數傳電臺和GPRS功能的避雷器計數器遠傳裝置,可在沒有GPRS信號的地方,通過無線數傳電臺,將數據傳到有GPRS信號地區的無線數傳電臺上,再將信號由GPRS網絡發送到服務器上的GPRS數據接收端,實現了在任何條件下都可將避雷器計數器的數據發送給服務器[3]。

1 系統原理

無線數傳電臺作為一種通訊媒介,與光纖、微波、明線一樣,有一定的適用范圍,它提供某些特殊條件下專網中監控信號的實時、可靠的數據傳輸,具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活、覆蓋范圍遠的特點,適合點多而分散、地理環境復雜等場合,在很多專網領域有廣泛的應用。針對避雷器計數器的實際情況,本文設計了2種單獨的單元用于將無線數傳電臺模塊和GPRS信號模塊組合起來,這樣在各種情況下都可靈活使用。

單元1,無線數傳電臺模塊與GPRS轉換單元,結構如圖1所示。

圖1 無線數傳電臺轉GPRS單元

該單元將無線數傳電臺的數據接收后,經過處理、格式轉換,通過GPRS模塊可以發送給GPRS接收端。

單元2,無線數傳電臺中繼單元,結構如圖2所示。

圖2 無線數傳電臺中繼單元

該單元將無線數傳電臺的數據接收后發送給另一個無線數傳電臺,滿足長距離無GPRS網絡信號的條件下進行數據傳輸的要求。

針對避雷器計數器信號采集模塊的數據發送問題,根據有無GPRS網絡,設計了2種單元。

單元1,采用GPRS信號發送數據單元,結構如圖3所示。

圖3 GPRS發送數據單元

這種單元,也就是常用的當避雷器安裝在有GPRS網絡區域的計數器數據發送單元。

單元2,采用無線數傳電臺發送數據單元,結構如圖4所示。

圖4 無線數傳電臺發送數據單元

這種單元使用在當避雷器安裝在沒有GPRS網絡區域的計數器數據發送單元。

有了這4種單元就可以在任意的情況下將避雷器計數器的數據傳回到服務器上。根據具體的情況,進行模塊的組合就可以完成數據發送的功能。下面分別討論。

a)當避雷器安裝在有GPRS信號的區域。

這種情況下,直接通過圖3所示單元使用GPRS網絡將數據發回。網絡示意如圖5。

圖5 直接通過GPRS網絡傳輸信號圖

b)避雷器安裝在無GPRS信號的區域,但在周圍20 km的范圍內有地方存在GPRS信號。

這種情況下,通過圖4所示電臺發送數據給圖1所示的無線電臺模塊與GPRS轉換單元,再將數據通過GPRS網絡發送到服務器的接收端。網絡如圖6所示。

圖6 經過一次數據接力轉換的信號傳輸圖

c)當避雷器安裝在無GPRS信號的區域,且在周圍20 km的范圍內沒有地方存在GPRS信號。

這種情況下,就要考慮數據的多次遠傳接力,將數傳電臺的信號經過多次的傳輸送到有GPRS網絡的區域,再通過GPRS網絡發送到服務器的接收端。網絡如圖7所示。

圖7 經過多次數據接力的信號傳輸示意圖

圖8 晉中避雷器計數器遠傳裝置網絡拓撲圖

以上三種情況可以包括所有的應用場合,確保無論有無GSM網絡都可將計數器的數據發送到服務器上。

2 系統應用

目前在山西省晉中市的輸電線路上進行了這種新型避雷器動作計數器遠傳裝置的試驗,安裝了5套設備,整個系統的網絡拓撲圖如圖8所示。整個系統包括直接用GPRS信號傳送數據、通過數傳電臺一次數據接力傳送數據、通過數傳電臺多次數據接力傳送數據等各種情況。

過10個月的掛網運行,證實在各種特殊條件下,該裝置都能穩定及時地運行,系統運行時的數據統計結果如圖9、圖10、圖11所示,從圖中可以看到系統提供的信息豐富,統計結果完善,可以給電力部門提供了高效、及時、可靠的線路雷擊狀況統計與分析。

3 小結與展望

圖9 9月2日的雷擊統計

帶無線數據接力的避雷器動作計數器遠傳裝置經過開發試驗后,設備掛網運行情況良好,采集數據正常,克服了以往不能在無GSM信號地區使用的弊端,極大地拓展了應用空間,為避雷器的智能化邁出了堅實的一步。

圖10 9月份每個桿塔的落雷統計

圖11 整條線路全年統計

[1] 楊小青,翁舟波,朱鶯.改進氧化鋅避雷器實時在線監測表的設想 [J].大眾科學研究與實踐,2008(03):20-22.

[2] 謝忠寶.氧化鋅避雷器事故及運行檢測方法探討 [J].廣東電力,2009(06):16-18.

[3] 毛慧明,左斌武,李宏建.數據遠傳型避雷器在線監測器的研制 [J].電瓷避雷,2009(03):23-25.

On Remote Transmission Device of Arrester Counter with Wireless Data Modem

ZHU Rui-gang1,AN Hong-yu1,ZHU Xiang2
(1.Jinzhong Power Supply Company,Jinzhong,Shanxi 030600,China;
2.Wuhan Kang Pu Chang Qing Software Technology Co.,Ltd,Wuhan,Hubei 430070,China)

In view of the limited usage of arrester counters,a remote transmission device of arrester counter with wireless data modem is designed.The composition,structure,application scope of the device is also introduced,and finally the situation of the device in run is stated,the result of which proves that the device could suit for all of the current arresters in work.

wireless data modem;arrester counter;data relay;wireless transmission

TM835

A

1671-0320(2010)04-0025-03

2010-01-15,

2010-05-24

朱瑞剛 (1971-),男,山西晉中人,1996年畢業于山西大學電力系統及其自動化專業,工程師,從事高電壓工作;

安宏宇 (1974-),男,山西榆社人,1997年山西電力工程學校發配電專業,工程師,從事高電壓工作;

祝 翔 (1976-),男,湖北天門人,2003年畢業于華中科技大學控制理論與控制工程專業,從事高電壓工作。