無人值守變電站通信系統遠程重啟裝置的研發

徐春雷，潘 梅，周 明，李志強

(國網新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆 阿克蘇 843000)

無人值守變電站通信系統遠程重啟裝置的研發

徐春雷，潘 梅，周 明，李志強

(國網新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆 阿克蘇 843000)

針對某地區35 kV無人值守變電站由于長期無人維護，通信系統極易出現故障的問題，研制出一套遠程重啟裝置，并并紹了該遠程重啟裝置的設計和工作原理。此裝置不僅減少了人員維護成本，還提高了無人值守變電站的通信運行穩定性，為電網安全運行和可靠供電提供了良好的技術保障。

無人值守；通信系統；遠程重啟；運行穩定性；監控力

0 引言

某地區78個35 kV變電站均為無人值守模式，對35 kV變電站3個月內通信故障數據進行統計分析，發現造成通信設備故障的最主要原因是通信設備死機。對于此類故障，只需在通信中斷時重新對通信系統斷電再送電就可以順利消除。

以經常發生通信系統死機的35 kV某變電站為例，當調控中心發現該站數據不刷新時通知該站所屬運維站，運維人員花費2.5 h趕赴現場(該站經常在夜間發生故障)，一般5—10 min即可完成系統的重啟工作；在調控中心恢復對該站的監控后，運維人員再花費2.5 h返回。這一過程耗時耗力，夜間往返現場也是對駕駛員安全駕駛的考驗。

針對上述情況，如果在通信中斷的第一時間能遠程對通信設備進行“斷電—送電”重啟，就可以大大縮短運維檢修時間，提高供電可靠性。因此設計了一種以手機GSM卡為媒介的遠程重啟裝置。它可以迅速實現對無人值守變電站通信系統的重啟功能，從而大幅度縮短通信故障的消除周期，確保變電站的安全、穩定、經濟、可靠運行。

1 變電站通信系統遠程重啟裝置的設計

1.1 遠程重啟裝置的設計方案

變電站通信系統遠程重啟裝置的設計方案如圖1所示。該方案借助于鑲嵌GSM接收器的智能控制系統及GSM通信設備，以實現對站內通信設備的“斷電—送電”過程。

當通信中斷時，運維人員(可以設置密碼，有權限的運維人員才可以操控)通過發送短消息的方式控制通信設備電源的“斷電—送電”，迅速實現通信系統的重啟功能，提高供電可靠性。在GSM發射器中設置不同的密碼，智能控制系統中設置相對應的密匙，就可以控制不同變電站內的通信系統重啟，實現“一對N”的控制功能。

圖1 變電站通信系統遠程重啟裝置的設計方案

1.2 遠程重啟裝置的電路設計

受到手機遠程控制器的啟發，結合通信系統的供電情況，設計出通過發短信的方式實現對通信設備電源進行遠程控制的重啟裝置。此裝置利用手機GSM卡發信號來遠程控制電源開關。

變電站通信系統遠程重啟裝置的電路拓撲如圖2所示。圖2中的集成塊4013具有信號保持功能，因此通過GSM接收器接收短消息就可以實現控制繼電器觸點動作，達到預期目的。微型變壓器起著轉化電壓的作用，微型變壓器輸出9 V交流電源，經C1濾波后作為7805穩壓芯片的輸入電源。其輸出為直流5 V，經穩壓濾波后提供給GSM接收器、集成塊4013及三極管9013。GSM接收器的作用是接收手機GSM卡發出的短消息，并轉化成對應的高低壓電平，控制三極管9012的導通和關斷。三極管9012的作用是給集成塊4013提供觸發脈沖，從而控制三極管的9013的導通和關斷，給繼電器KM線圈充電或斷電，使控制繼電器常閉觸點狀態發生相應的變化，實現對站內通信系統電源的重啟功能。

圖2 變電站通信系統遠程重啟裝置的電路拓撲

1.3 遠程重啟裝置工作原理

正常情況下，繼電器線圈KM是失電的，常閉觸點一直處于閉合狀態。當通信系統死機時，常閉觸點仍閉合，當接收到通信故障的消息后，有授權權限的運維人員遠程使用手機GSM卡發送關閉電源的短信；當重啟裝置上的GSM接收器接收到該短消息后，其輸出口3瞬間輸出1個低電平，三極管9012瞬間導通，給集成塊4013的3輸入口1個觸發脈沖，集成塊4013輸出端4輸出1個低電平，三極管9013導通，使繼電器線圈KM得電，KM常閉觸點狀態由閉合轉變為斷開并保持，通信系統電源斷開，實現了通信設備斷電的功能。當運維人員再次遠程用手機GSM卡發送開啟電源的短信后，重啟裝置上的GSM接收器接收到該短消息，其輸出口3瞬間輸出1個低電平，三極管9012瞬間導通，給集成塊4013的3輸入口1個觸發脈沖，集成塊4013開始工作翻轉，輸出端3輸出1個高電平，使三極管9013關斷，繼電器線圈KM失電，其常閉觸點恢復閉合，通信系統電源重新接通，通信設備電源重啟成功。

2 變電站通信系統遠程重啟裝置的技術指標

2.1 裝置技術指標

(1) 電源電壓：AC 220 V/50 Hz。

(2) 峰值功率：小于5 000 W(功率可以根據需要拓展)。

(3) 適用范圍：變電站、機房、通信大樓、配電室等。

2.2 裝置使用注意事項

(1) 使用前確認裝置電源為市電220 V。(2) 本裝置適合在常溫干燥的環境中使用。

3 變電站通信系統遠程重啟裝置的應用效果

2017-02-11T02：10，調度中心發現該35 kV變電站站內數據不刷新后，電話告知當值值班員。

(1) 使用傳統方式。2名運維人員乘車需90 min，站內重啟需5 min，數據恢復時間共需95 min；再花費90 min返程，直接可見成本中燃油費200元。

(2) 使用遠程重啟裝置。只需5 min恢復數據，大大縮短了故障消除周期，節省燃油費200元，夜間出車風險由50 %降為0，由3人出工變成1人操作，減少用工量，增加社會效益、經濟效益，提高了調度對站內數據的監控力。

4 結束語

變電站通信系統遠程重啟裝置構思精巧、結構簡單、實用性強，高效率地解決了35 kV無人值守變電站通信系統死機的問題，大幅度縮短了通信系統死機故障消除周期，提高了設備運行的安全性、可靠性，同時它的“一對N”工作模式更給運維人員帶來了極大的便利。

2017-06-02。

徐春雷(1987—），女，工程師，主要從事變電站變電工作，email：913432329@qq.com。潘 梅(1990—），女，助理工程師，主要從事電力行業基建專業工作。

周 明(1981—），男，高級工程師，主要從事變電運維、生產運行等工作。

李志強(1973—），男，高級工程師，主要從事電力行業管理工作。