一種快速判斷開關回路故障范圍的智能終端的研制

樊國盛 梅成高 韓莎 祝遠來

摘要：目前，由于早期的變電站開關的操作機構和回路元件老化，容易發生開關機構故障、分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、操作回路異常等故障現象，當開關操作失敗后，需要保護、開關檢修兩個專業的人員趕到現場進行檢修，再根據排查結果對故障范圍進行討論判斷分析，導致停電檢修時間長，且耗費大量人力、物力，影響恢復供電的及時性。針對開關控制回路斷線的問題，研究了一種能快速判斷開關控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時間，節省現場維護的人力、物力，還能實現遠方監視判斷。

關鍵詞：開關回路;快速判斷;故障判斷;設備檢修

1? ? 現狀分析

電力系統的供電保障有著極其重要的意義，如果說停電是在所難免的，那么停電故障的排除就有著非同尋常的作用。快速排除故障，盡早恢復供電，是電力行業一直努力的方向。隨著新技術的發展和應用，故障排除工作中逐步導入了新技術和新型設備。新技術的應用，對快速排除故障起到了非常重要的作用。

在早期的變電站開關設備中，元件老化，故障較多，但不能立即完成換型改造，需結合經濟投資或停電難易進行改造，所以給日常運行維護帶來了極大的不便，但我們可以從技術上優化故障消缺時間。鑒于此，在充分總結實際經驗的基礎上，開發出了一套開關控制回路斷線故障快速判斷智能終端，解決了開關設備故障判斷的問題，為檢修工作贏得了時間。

2? ? 研究目的和必要性

在變電站設備的實際維修過程中，回路元件老化是難免的，由此而引起的故障包括分合閘線圈燒壞、操作插件損壞、開關機構失靈以及其他回路故障等。當開關操作失敗后，需派一次、二次兩個專業的維修人員去現場檢查，盡快處理消缺，恢復停送電。兩個專業的維修人員在各自的專業范圍內，各自去分析判斷故障范圍，交流對于故障原因的看法。由于專業水平的高低不同，這種現場交流會有種種問題出現，從而延長了故障排除時間。特別是對于那些故障點不明顯、不確定的問題，常常需要長時間的排查和討論分析才能得出結論，導致停電檢修時間長，且耗費大量人力、物力，從而影響恢復供電的及時性。停電時間的延長，不但增加了經濟上的損失，也會帶來一些不好的社會影響。所以，縮短停電時間，加強供電保障，是電力人多年來的努力方向。在現有的技術條件下，對于這樣延遲時間還沒有解決的問題，必須開發出新的技術來解決。

針對開關控制回路斷線的問題，我們研究了一種能快速判斷開關控制回路斷線故障范圍的智能終端，以縮短檢修時間，節省現場維護的人力、物力。在智能終端的幫助下，一般的專業人員就能快速判斷故障部位，從而盡早排除故障，甚至無需兩個專業的維修人員到場，只需一個專業人員就能解決問題。

3? ? 快速判斷的實現方式

這個智能終端是采集合閘和分閘出口處端子的電壓，根據電壓變化的情況，判斷故障的部位和大致范圍（圖1）。當開關操作失敗時，若想分閘或合閘的出口端子為正電，正電進入智能終端，可分析判斷出斷路器操作機構箱內二次回路故障，僅需一次開關檢修人員趕赴現場處理;若想分閘或合閘的出口端子為負電，負電進入智能終端，僅需二次檢修人員現場檢查保護裝置操作箱或至斷路器操作機構二次回路。

這個終端采用以太網連接線，連接開關設備和后臺監控器進行遠方監視判斷（圖2）。必要時，可以連接互聯網，傳輸距離沒有限制。智能終端運行LINUX系統，功能擴展方便，互聯網功能強大，數據傳輸快速、準確。路由器可以連接局域網，也可以連接互聯網。由于LINUX系統的強大網絡功能，這些連接都很方便、快速、準確。

圖2中，光耦接收到正的或負的電壓時，光耦副邊導通，信號傳輸給LINUX主板，主板分析判斷后，將信號傳輸給以太網端口。后臺監控設備可以放在任何一個有互聯網的地方，當需要互相交流時，這就顯得格外方便實用了。交流故障維修信息，對于提高維修水平具有積極作用，特別是和設備的生產廠家及設備高級專業維修人員交流時，這個聯網功能就更加重要。高級專業維修人員指導一般維修人員去排除故障，這在實際工作中所起的作用非常大。有了聯網的功能，可以讓任何人在任何地方去查看設備的故障信息。由后臺監控得到的信息，基本可以初步確定故障原因和大致范圍。如果有錄波信息，還可以查看錄波信息，對于故障的判斷就更加準確了。有了這個初步的判斷，派去現場的人員就會有針對性，不會浪費人力資源和設備資源。

4? ? 結語

總之，開關控制回路斷線故障快速判斷智能終端的開發成功，為變電站的設備維修提供了一種簡單快速的輔助裝置，極大地提高了維修效率，減少了維修人員工作量，有效集中了維修資源，為快速協同分析設備故障提供了一個很好的解決方案;而LINUX系統強大的聯網功能，為將來的功能擴展和更多設備綜合聯網提供了良好的基礎。總之，該智能終端的研發為電力行業整體維修水平的提高做出了積極貢獻。

[參考文獻]

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[2] 黃鎮，吳堅，常俊曉，等.開關控制回路斷線自診斷裝置的研制及應用[J].電工技術，2018（19）：58-60.

收稿日期：2019-12-10

作者簡介：樊國盛（1986—），男，貴州興義人，高級工程師，研究方向：電力系統繼電保護及安全自動。