繼電保護備用插件智能存儲柜研制

張建民，韓　濤，程　鵬，魏延彬，劉　濤

（國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東　萊蕪　271100）

繼電保護備用插件智能存儲柜研制

張建民，韓濤，程鵬，魏延彬，劉濤

（國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司，山東萊蕪271100）

為確保繼電保護裝置的正常使用，需配備大量的備件。但繼電保護裝置的備件種類繁多，且易受溫濕度、靜電等外部環(huán)境的影響，為其日常的維護工作帶來很大困難。為此，研制一種安全可靠且易于統(tǒng)計管理的繼電保護備用插件智能存儲柜，介紹該存儲柜的組成，并從創(chuàng)新性、安全性、經(jīng)濟性和可推廣性等方面闡述其應(yīng)用效果。

繼電保護；備用插件；智能存儲柜；應(yīng)用效果

0　引言

如今繼電保護裝置已經(jīng)全面微機化，其實質(zhì)由不同功能的插件板組成，一個市級供電公司管轄范圍內(nèi)的變電站可能有上千套繼電保護裝置，插件數(shù)量和種類繁多，維護和消缺工作量巨大；同時，插件作為精密電子器件容易受溫濕度、靜電等外部環(huán)境的影響，因此如何妥善保存及高效管理繼電保護備用插件成為了一個重要課題［1-3］。

當(dāng)前繼電保護備用插件一般都是堆放在倉庫內(nèi)，或采用泡沫盒存放，容易混淆，難以查找，并且在冬夏兩季惡劣的溫濕度環(huán)境下，容易導(dǎo)致插件壽命縮短［4］，甚至損壞，降低了工作效率，造成不必要的損失。

此外，繼電保護插件會因存放時間過長而造成老化或技術(shù)性淘汰，導(dǎo)致插件報廢，因此做好備品備件的儲備和管理工作對繼電保護狀態(tài)檢修的實施有重大意義［5］。

為解決上述問題，基于定置管理理念，并結(jié)合信息化管理、溫濕度傳感自動控制技術(shù)，研制一種安全可靠儲存且易于統(tǒng)計管理的繼電保護備用插件智能存儲柜。

1　基本組成

存儲柜主要包括主控單元、備用插件存儲柜、排風(fēng)散熱系統(tǒng)3部分。組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，實物如圖2所示。

圖1　存儲柜組成結(jié)構(gòu)

1.1主控單元

主控單元包括主程序、電腦主機和人機交互顯示器等。主程序采用C/S結(jié)構(gòu)，基于sql2005數(shù)據(jù)庫，以.net開發(fā)語言為基礎(chǔ)研發(fā)，具有很好的可擴展性和可讀性。主程序功能強大，可以實現(xiàn)以下主要功能。

圖2　存儲柜實物

1）記錄所有插件存取信息、自動生成存取記錄；

2）自動生成所有插件的庫存盤點，準(zhǔn)確通報插件總體種類、數(shù)量；

3）實現(xiàn)插件模糊化快速搜索，保證快速準(zhǔn)確找到所需插件；

4）設(shè)有借出/歸還模式，并自動生成借出/歸還記錄，實現(xiàn)插件多樣化管理；

5）設(shè)有最低庫存提醒和商品到期提醒，提醒管理員及時添加或更換插件；

6）隨時“一鍵備份”所有備用插件詳細(xì)信息，保證數(shù)據(jù)信息安全。

此外，主控單元通過RS485數(shù)據(jù)連接線與排風(fēng)散熱系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)實現(xiàn)“互聯(lián)”，從而可以采集存儲柜內(nèi)部溫度、濕度以及開門記錄等“遙信”信息，并可根據(jù)采集溫濕度信息發(fā)出“遙控”命令啟停排風(fēng)散熱裝置。

1.2備用插件存儲柜

備用插件存儲柜存儲區(qū)域采取分層、分區(qū)排列，網(wǎng)格化存放。

兩類存儲柜都包括上下卡板、安裝在兩側(cè)的豎支撐桿和支撐桿上的定位螺栓。定位螺栓用來固定或調(diào)節(jié)上下卡板的位置，實現(xiàn)上下卡板間高度可調(diào)，靈活適用于不同高度的繼電保護插件。區(qū)別在于備件存儲柜上下卡板的面板設(shè)有卡槽，繼電保護插件即插在相對應(yīng)的上下兩個卡槽內(nèi)，卡槽位置可人為靈活設(shè)置，以保證適用于不同厚度插件。此外，卡槽內(nèi)部裝有行程開關(guān)（限位開關(guān)），當(dāng)插件插入卡槽時行程開關(guān)受到擠壓時置1，當(dāng)行程開關(guān)未受到擠壓時置0，行程開關(guān)的0/1信息上送主控單元，從而實現(xiàn)對該位置插件數(shù)量的自動統(tǒng)計，省去了人為輸入或統(tǒng)計的麻煩。

1.3排風(fēng)散熱系統(tǒng)

排風(fēng)散熱系統(tǒng)包括溫濕度傳感器和通風(fēng)散熱裝置兩部分。通風(fēng)散熱裝置一部分設(shè)置在備品備件室窗口處，另一部分設(shè)置在每個存儲柜柜體底部，通過溫濕度傳感器采集存儲柜內(nèi)的溫濕度信息，并上送給主控單元，主控單元接收溫濕度信息，并與人為設(shè)定的排風(fēng)散熱裝置啟動值相比較。若大于設(shè)定值，則啟動通風(fēng)散熱裝置；若小于設(shè)定值，則不啟動排風(fēng)散熱裝置。此外，若自動控制失效或需要人工對環(huán)境進行干預(yù)，可通過手動方式開啟或關(guān)閉加熱器，保證插件時刻處在一個“標(biāo)準(zhǔn)”存儲環(huán)境中，從而有效防高溫、防潮，避免因存儲環(huán)境導(dǎo)致插件損壞。

2　實施效果

2.1創(chuàng)新性

該存儲柜的研制基于定置管理理念，并結(jié)合信息化管理、溫濕度傳感自動控制技術(shù)，主要體現(xiàn)為繼電保護插件信息化管理、存取流程更加方便簡捷、實現(xiàn)繼電保護插件全壽命周期管理和存儲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化等特點。

插件信息化管理。繼電保護插件智能存放柜按照“三號定位法”（柜號、層號、位號）進行定置管理：將不同廠家插件分柜放置，在每個存儲柜內(nèi)存儲區(qū)域分層、分區(qū)排列、網(wǎng)格化管理，定置存放；存取備品備件時，通過定義插件“地址信息”和每個“地址”行程開關(guān)自動感應(yīng)，備品備件的出入庫時間，品名數(shù)量、放置位置等信息實時、自動錄入主控單元，避免了人為建立“臺賬”而出現(xiàn)的失誤和煩瑣步驟。此外，實現(xiàn)插件借出歸還多樣化管理模式、最低庫存提醒和“一鍵備份”備品備件信息等功能。

存取流程方便快捷。定義每個插件存放位置的“地址信息”，該信息與對應(yīng)存放位置卡槽內(nèi)部裝設(shè)的行程開關(guān)相關(guān)聯(lián)，通過行程開關(guān)變位來控制該地址的插件數(shù)，能實現(xiàn)插件模糊化快速搜索，只需在電腦上搜索物品名稱即可快速準(zhǔn)確找到物件的對應(yīng)位置，方便快捷，大大提高取用插件的效率。

插件全壽命周期管理。針對繼電保護裝置插件壽命周期不同的特點，設(shè)置出庫后運行的裝置/插件和庫存的備品備件到期提前提醒功能，實現(xiàn)對繼電保護裝置和插件從采購入庫至壽命到期后更換的全壽命周期管理，提高生產(chǎn)效率和管理水平，同時也為今后的狀態(tài)檢修工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

存儲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化管理。主控單元采集存儲柜內(nèi)溫度、濕度以及開門記錄等“遙信”信息，并根據(jù)采集溫濕度傳感器的信息來判斷是否“遙控”啟停排風(fēng)散熱裝置。當(dāng)溫濕度顯示屏達不到標(biāo)準(zhǔn)時，系統(tǒng)自動開啟加熱器，進行加熱與除濕。若自動控制失效或需要人工對環(huán)境進行干預(yù)，可通過手動方式開啟或關(guān)閉加熱器，保證插件時刻處在一個“標(biāo)準(zhǔn)”存儲環(huán)境中。

2.2安全性

存儲環(huán)境更安全。通過溫濕度自動控制技術(shù)，使得繼電保護插件能夠存儲在一個標(biāo)準(zhǔn)溫濕度存儲環(huán)境中。此外，存儲柜存儲環(huán)境相對封閉，能有效防塵；存儲柜柜體、把手有效接地，當(dāng)人體碰觸柜體或旋轉(zhuǎn)把手打開門禁時，能有效將自身靜電導(dǎo)入大地，有效防止靜電對插件帶來的“損傷”。圖3記錄7月25日存儲柜內(nèi)溫度信息，當(dāng)天最高溫度33°C，圖4記錄7 月20日—7月27日每天最大濕度信息。從圖3和圖4可看出，繼電保護備用插件智能存儲柜內(nèi)溫濕度能很好控制在設(shè)定區(qū)間內(nèi) （溫度≤30℃，濕度≤75%RH），符合繼電保護相關(guān)規(guī)程要求，從而確保插件儲存安全。

圖3　存儲柜內(nèi)24 h溫度統(tǒng)計

電網(wǎng)運行更安全。一方面，通過實現(xiàn)對繼電保護插件的全壽命周期管理，及時提醒即將過期的繼電保護插件，避免由于繼電保護插件過期而發(fā)生的缺陷；另一方面，存儲柜實現(xiàn)高效快捷查找、取用插件，在發(fā)生二次設(shè)備故障時，保證準(zhǔn)確及時查找相應(yīng)備用插件，縮短搶修時間。經(jīng)實際驗證，使用存儲柜前，從倉庫查找備件時間大約30min/次，而使用后，查找時間縮短至4min/次。

圖4　存儲柜內(nèi)最大濕度統(tǒng)計

2.3經(jīng)濟性

該存儲柜在萊蕪110 kV市中變電站擴建工程、220 kV方勺線兩側(cè)換保護工程、110 kV城子坡變電站升壓改造工程中都得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用以來，不同功能的繼電保護插件、裝置備品存放入溫濕度可感可控的標(biāo)準(zhǔn)化存儲環(huán)境中，實現(xiàn)了插件存放采取區(qū)域化、網(wǎng)格化定置放置，存取流程一體化、信息化管理。

2012—2014年繼電保護裝置備用插件管理情況，如表1所示。按照繼電保護生產(chǎn)廠家提供的保護裝置插件價格進行粗算，使用該技術(shù)后可以每年大約節(jié)省10萬元成本。

表1　2012—2014年備用插件管理情況

由于存儲柜能夠高效查找、取用插件，且實現(xiàn)對繼電保護插件的全壽命周期管理，極大地減小了保護裝置緊急故障或缺陷對電網(wǎng)運行造成的影響，間接經(jīng)濟效益十分顯著。

2.4可推廣性

實用性。該成果自應(yīng)用以來，不同功能的繼電保護插件、裝置備品存放入溫濕度可感可控的標(biāo)準(zhǔn)化存儲環(huán)境中，插件存放采取區(qū)域化、網(wǎng)格化定置放置，存取流程一體化、信息化管理，很好地解決了生產(chǎn)一線班組工作現(xiàn)場倉儲管理難題。

可擴展性。主控單元主程序采用C/S結(jié)構(gòu)，基于sql2005數(shù)據(jù)庫，以.net開發(fā)語言為基礎(chǔ)進行程序研發(fā)，用戶可以根據(jù)自身需求擴展、增減功能模塊，使其適合自身需求。

通用性。柜體內(nèi)體采用“卡板”+“卡槽”模式，使得每個插件的單位存儲區(qū)域高度和寬度可隨意調(diào)整，以適用于不同型號、不同大小插件，通用程度高。

3　結(jié)語

研制一種為繼電保護備用插件提供安全可靠存儲且易于統(tǒng)計管理的繼電保護備用插件智能存儲柜。應(yīng)用效果表明，該存儲柜能夠高效查找、取用插件，且實現(xiàn)對繼電保護插件的全壽命周期管理，具有一定的創(chuàng)新性、安全性、經(jīng)濟型和可推廣性。

該存儲柜已在威海、濟寧、泰安、山西等部分供電公司進行了推廣應(yīng)用，后續(xù)還將推廣至發(fā)電廠、繼電保護裝置生產(chǎn)單位等。

考慮到插件出庫后運往變電站的過程中可能受外部因素影響而損壞，后續(xù)還應(yīng)配套設(shè)計一種“繼電保護插件儲運箱”，以最大限度保證繼電保護插件的“全過程安全”管理。

［1］楊奇遜，黃少鋒.微機型繼電保護基礎(chǔ)［M］.北京：中國電力出版社，2007.

［2］楊晶晶.智能變電站繼電保護裝置備品現(xiàn)狀及其備件保護研究［J］.硅谷，2013（16）：155-161.

［3］謝冰，翟西偉，肖學(xué)權(quán).繼電保護裝置插件全壽命周期管理［J］.科技傳播，2013（17）：52-53.

［4］沈青竹.繼電保護備品備件自動化倉儲管理的探討［J］.科技資訊，2012（25）：129.

［5］姜濤.繼電保護狀態(tài)檢修實際應(yīng)用的研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2008.

Intelligent Locker for Spare Parts of Relay Protection

ZHANG Jianmin，HAN Tao，CHENG Peng，WEIYanbin，LIU Tao
（State Grid Laiwu Power Supply Company，Laiwu 271100，China）

A great number of spare parts of relay protection are needed in order to ensure the safe operation of relay protection devices.Due to various type of spare parts，being easily affected by the external environment，such as temperature，humidity and static electricity，the routinemaintenance of spare parts are very difficult.A reliable and intelligent locker for spare parts of relay protection，which managed spare parts easily，was developed.Finally the component of the intelligent locker is introduced aswell as its innovation，security，economy and popularization.

relay protection；spare parts；intelligent locker；application effects

TM561

B

1007-9904（2016）03-0068-03

2015-10-12

張建民（1987），男，從事繼電保護工作。