箱式变电站数据采集系统设计

1前言

三遥系统[1]主要是对输变电设备进行遥测、遥信、遥控，目前在矿产[2-3]、港口[4]等企业变电站所均得到有效应用。天津港电力公司调度中心通过该系统掌握全港电力设备的实时状态，为天津港建设生产用电的安全可靠提供技术保障。综合继电保护器是基于微处理器设计，集反时限(InverseTime)和定时限(IndependentTime)继电器保护于一体的综合继电保护设备。继电保护器常常用来为电力设备提供安全保护，如：变压器、马达、发电机和电力分配系统的输电线的短路及接地失败保护。而为三遥系统和综合保护继电器提供电源的直流屏无疑处于十分重要的地位。近期，在户外箱式变电站的日常检查工作中发现多起因直流屏故障引起三遥系统宕机甚至设备损坏的情况。经过对现场设备的检查发现箱式变电站直流屏电源跳闸，造成直流屏亏电，影响远动装置（即RTURemoteTerminalUnit）正常运行，致使烧毁RTU内存卡。为此，需要通过三遥系统对箱式变电站直流屏的运行情况进行监控，实时掌控其运行状况。

2直流屏数据采集方案设计

2.1信息采集可行性检测

①直流屏配置有状态信息输出和智能通讯两种信息上传接口，状态信息输出接口采用的是硬接线的方式，智能通讯接口采用的是MODBUS通信规约。状态信息输出接口只能输出合母过压、合母欠压、控母过压、控母欠压、交流故障、绝缘故障共六个状态信息。而智能通讯接口还可以输出模块有无、电池均充、模块故障等信息。②三遥系统由于是应用于箱式变电站，通讯端口还有1个备用端口，综合测控模块遥信量还有预留点位。三遥系统现场配置了人机交互接口，可以进行现场调试。通过对直流屏和三遥系统的检测，具备信息采集的条件。

2.2信息采集设计方案的选择

根据设备检测情况，可以有两个改造方案。一是利用三遥系统通讯端口与直流屏的智能通讯接口联接进行信息采集；二是利用三遥系统综合测控模块将直流屏状态信息输出量进行采集。经过对两个方案的综合分析，第一方案可以采集信息量多于第二方案，而且线缆改动小、工作量少，因此最终选择第一个信息采集方案。

3直流屏三遥数据采集系统设计

3.1端口连接、通讯参数配置

首先，采用专用数据通道线缆，连接三遥系统备用端口与直流屏智能接口；其次，配置直流屏的通信规约、通信地址和通讯速率等；再次，配置三遥系统对应端口的通信规约、通信地址和通讯速率等；最后，通电测试，检查通信报文。

3.2信息量扩容与配置

首先，根据直流屏状态信息点表，编写三遥信息量表；其次，进入三遥系统，配置三遥信息量采集表，其中包括点位、端口、地址、信息源等参数。

3.3信息量采集与验证

由于现场条件的限制，只能通过直流屏电源开断和调节直流屏内部配置的方法对“合母过压”、“控母过压”和“交流故障”进行检验，以验证信息的准确性。调试初期发现这三个遥信量没有任何信息上传，没有发现任何遥信变位的通信报文数据。以下是检验“交流故障”信息量的报文：RTU发送报文：0104010008ed12直流屏返回报文：0104080026a3结合通信规约，我们进行报文的分析时发现直流屏返回的报文内容显示没有遥信量变位。查阅通信规约的相关内容，决定扩大接收通信报文的容量，修改通信模块程序（由原来的8位遥信量扩大到16位遥信量）后，再次检验报文，发现遥信量变位信息上传。RTU发送报文：010401000f124b直流屏返回报文：01040f0010851c如通信报文所示，本应该出现“交流故障”的第5位遥信量没有变位，而是第13位的“1#模块故障”遥信变位了。为了进一步确定这一判断的准确性，接下来通过对“合母过压”和“控母过压”的检验，发现了这两个遥信量的定义都增加了8位，即“合母过压”由第1位变第9位、“控母过压”由第3位变第11位，依照此规律我们将所有的信息进行了重新定义与设置后，一切工作正常。

3.4系统联调

经过前三个环节的工作，确定最终的三遥信息量表。在上级集控系统和调度中心系统中，配置相应的三遥信息量并进行系统联调工作，完成整体改造工作。

4总结

箱式变电站直流屏信息纳入三遥系统后，箱式变电站设备安全系数得到进一步提高，运行管理人员能够实时掌握设备运行情况，并为提前制定检查维修方案提供参考。同时，我们经过深入调研，对箱式变电站配置规范标准进行了完善，其中明确了箱式变电站建设和改造设计中对箱式变电站直流屏三遥信息采集的技术要求，为港区供电系统的安全运行提供制度保障。

作者：张志泉 单位：天津港电力有限公司