電力信息通信設(shè)備遠程重啟裝置的設(shè)計與研究范文

電力信息通信設(shè)備遠程重啟裝置的設(shè)計與研究范文1電源遠程重啟技術(shù)現(xiàn)狀1.1應(yīng)用現(xiàn)狀電力信息通信管理涵蓋了自動化系統(tǒng)信息流通和管理，自動化電力信息通信管理機因死機導(dǎo)致信號通道無法正常使用，調(diào)度中心將無法對電力信息進行有效的監(jiān)控，在這種情況下變電設(shè)備出現(xiàn)故障甚至是事故后，調(diào)度中心和集控站無法及時收到相關(guān)信息，將會造成事故分析延后處理甚至事故擴大化，嚴重威脅到電網(wǎng)的正常運行，給用戶帶來極大的經(jīng)濟損失，最終造成較大的負面影響。在電力事故中，調(diào)度通信環(huán)節(jié)中的通道故障較為常見，是影響電網(wǎng)安全運行的主要因素。通常情況下，電力故障分為橫向故障和縱向故障，根據(jù)我國供電企業(yè)調(diào)度自動化系統(tǒng)的相關(guān)統(tǒng)計，在故障統(tǒng)計的過程中，其中約三分之一屬于電力通信管理機死機故障，如果出現(xiàn)該故障后，通道信號立刻中斷，主要做法是維修人員進入現(xiàn)場重啟設(shè)備。通常情況下，通信管理機處于強磁場的工作環(huán)境中，對信號干擾較大，同時目前部分通信管理機程序設(shè)計還不夠完善，內(nèi)存分配錯誤較為集中，這兩方面問題是導(dǎo)致通信管理機頻繁發(fā)生死機的重要原因。針對通信設(shè)備死機問題，我國文獻中對解決這一問題的辦法進行了介紹，主要是通過單片機來實現(xiàn)對繼電器的控制，電路原理較為復(fù)雜，尤其是涉及驗證、提示等相關(guān)功能，有的企業(yè)將通過各種設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場實際情況對通信管理機進行遠程啟動。這些裝置在實現(xiàn)通信管理機遠程重啟方面效果較好，但是成本較高，內(nèi)部構(gòu)造也較為復(fù)雜，同時在使用的過程中，這些設(shè)備維修也比較困難，極易衍生出其他問題，增加了維修人員的工作難度，仍無法得到廣泛的認同和推廣[1]。1.2缺少遠程重啟裝置的主要因素由于通信管理機廠家節(jié)約成本和劃清責任的原因，通常不在設(shè)備上配備重啟裝置，在推銷的過程中主要是宣傳產(chǎn)品的性能和優(yōu)點，而閉口不談缺點。在大多數(shù)情況下，每個產(chǎn)品的特點是不盡相同的，在質(zhì)量方面差別也較大，尤其是規(guī)模較小的廠家產(chǎn)品，穩(wěn)定性無法保障，出現(xiàn)故障頻率高，無疑增加了維修人員的工作量，甚至會使事故擴大化。2電力信息通信系統(tǒng)遠程重啟裝置的設(shè)計2.1電源遠程重啟裝置設(shè)計原則結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單、制造成本低，運行穩(wěn)定；出現(xiàn)設(shè)備故障后，對通信管理裝置影響不大。2.2電源遠程重啟裝置設(shè)計2.2.1有線電話網(wǎng)絡(luò)的屬性目前，有線電話網(wǎng)絡(luò)在待機狀態(tài)下的工作電壓為48V，當電話接收到信號后振鈴電壓為25Hz交流脈沖90～110V。根據(jù)繼電器的工作條件，確定振鈴電壓能夠滿足繼電器的啟動。電力信息通信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)開通較為便捷，所以一般根據(jù)自動化電力信息內(nèi)電話振鈴狀態(tài)下的交流電源來啟動小型繼電器的常閉觸點，可實現(xiàn)通信管理機等設(shè)備電源的重啟控制，這種方式一方面實現(xiàn)了快速重啟，另一方面不需要增加新裝置，有效降低了故障率。2.2.2控制繼電器的選擇由于電話振鈴電壓的特殊屬性，應(yīng)根據(jù)其實際情況對驅(qū)動繼電器進行選型，應(yīng)用較為廣泛的繼電器啟動電壓一般設(shè)置在45%～75%，換句話說功率為110VAC的繼電器，在工作過程中，其運行電壓維持在50～82V，處于電話振鈴電壓范圍值內(nèi)，一般振鈴電壓介于70～100V，完全可以驅(qū)動額定電壓110VAC的繼電器，電路原理較為簡單，方便了值守人員的操作[2]。2.2.3電源遠程重啟裝置的安裝使用硬件方面的安裝，首先切斷設(shè)備所有的電源線，以串聯(lián)的方式將4、12和1、9常閉接點接入；快速確定光端機音頻配線端子，利用電線接入設(shè)備電話線接點。軟件方面配置，通信管理機在正常工作下該裝置處于關(guān)機狀態(tài)，當出現(xiàn)故障后需要重啟，重啟裝置立即工作，所以在正常情況下應(yīng)將站內(nèi)電話斷開，避免出現(xiàn)誤動而導(dǎo)致通信管理機重啟。每個裝置必須分配與之對應(yīng)的電話號碼，不能多個裝置共用電話號碼。當重啟設(shè)備處于關(guān)機狀態(tài)時，需要與之對應(yīng)的電話號碼閉鎖，如果因特殊情況需要進行遠程啟動時，通過遠程撥打目標電話來實現(xiàn)對繼電器驅(qū)動進而完成重啟操作。當運用專用電話號碼時，繼電器常閉觸點斷開，通信管理機進入斷電狀態(tài)；撥號操作結(jié)束后，繼電器常閉觸點與供電電源連接，設(shè)備恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)，通信管理機實現(xiàn)重啟。在該運行過程中繼電器承擔著樞紐作用，因此，在繼電器選擇的過程中，首先要保證其質(zhì)量，選擇業(yè)內(nèi)信譽好、運行穩(wěn)定的廠家產(chǎn)品[3]。2.3遠程重啟裝置的設(shè)計方案電力信息通信系統(tǒng)遠程重啟裝置的設(shè)計方案如圖1所示，此方案中，可將需要使用的自動化控制系統(tǒng)視為遠程重啟過程中必不可少的部分。當通道出現(xiàn)故障后，維修人員（能夠設(shè)置密碼，有操作權(quán)限的人員）通過發(fā)送短信來實現(xiàn)通信管理機遠程重啟，保證了供電的穩(wěn)定，在此過程中，維修人員的一系列操作能夠在短時間完成，實現(xiàn)快速重啟，與傳統(tǒng)重啟方式相比，安全系數(shù)更高，避免了觸電事故的發(fā)生。維修人員在安裝重啟裝置前，在GSM發(fā)射器中設(shè)置了多個密碼，每一組密碼對應(yīng)著智能控制系統(tǒng)各個位置，這樣保證了獨立操作通信系統(tǒng)的重啟，實現(xiàn)一對N的控制功能。圖1電力信息通信系統(tǒng)遠2.4遠程重啟裝置的設(shè)計思路在重啟裝置設(shè)置的過程中，需要借鑒手機遠程控制器的運行機理，并根據(jù)通信系統(tǒng)運行過程中的實際情況，進而確定其運行程序：首先是向通信管理機發(fā)送短信進行重啟操作，重啟裝置通過接收的手機信號來對控制裝置進行操控。重啟裝置的電路如圖2所示，圖中集成塊具備了信號保持功能，因此，當設(shè)備接收到提前設(shè)置好的信號后，繼電器根據(jù)信號進行工作，進而完成通信管理機的重啟。在整個重啟過程中，運行電壓由微型變壓器承擔，微型變壓器一般輸出電壓為9V，經(jīng)過變壓后，將輸出電壓降至5V，最后經(jīng)過穩(wěn)壓處理后，為各類設(shè)備提供工作電壓，其中包括接收器、三極管以及集成塊等。在整個重啟轉(zhuǎn)制中，接收器的作用器接收特定的信號，并按照信號來對電壓進行轉(zhuǎn)換，并對三極管進行控制，三極管的作用是向集成塊發(fā)出脈沖信號，進而保證三極管的連通和斷開。在繼電器工作過程中，主要是通過三極管控制，通過電壓變化控制三極管工作狀態(tài)，進而保證重啟裝置的重啟功能[4]。2.5遠程重啟裝置工作原理在設(shè)備正常運行的情況下，繼電器線圈無電壓，常閉觸點維持在非工作狀態(tài)，當通信系統(tǒng)出現(xiàn)死機故障后，常閉觸點不發(fā)生變化，當接收到通信故障信號后，維修人員通過對手機的一系列操作向設(shè)備發(fā)出關(guān)閉電源的指令，重啟裝置接收到指令信號后，裝置中的輸出端輸出較低的電壓，三極管電路中立刻通電，進而向集成塊發(fā)出脈沖信號，集成塊輸出端輸出低電壓，另一個三極管通電，使繼電器線圈中有了電壓，常閉觸點開始工作，進入斷開狀態(tài)，最后通信系統(tǒng)與供電分離，實現(xiàn)了通信設(shè)備的快速斷電。目前，這是重啟裝置中最主要的工作機理，與傳統(tǒng)重啟裝置相比，電路原理更加簡單，便于操作，當運維人員再次通過手機GSM卡發(fā)送關(guān)于啟動供電的信息后，重啟裝置中的GSM接收器接收到信號，輸出端輸出特定電壓，三極管立即進入工作狀態(tài)，向集成塊中輸出特定的脈沖信號，集成塊立即根據(jù)信號進行工作，輸出端輸出電壓值較高，使三極管進入斷開狀態(tài)，繼電器線圈內(nèi)進入無電壓狀態(tài)，觸點恢復(fù)起始狀態(tài)，整個通信系統(tǒng)接入供電電源，通信設(shè)備恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。在開啟電源的過程中，維修人員可通過調(diào)度中心的狀態(tài)來確定設(shè)備重啟是否成功，如果未接到相應(yīng)通知，需要運維人員進入現(xiàn)場進行檢查，重點是信號接收器是否發(fā)生故障。3變電站通信系統(tǒng)遠程重啟裝置的技術(shù)指標3.1裝置技術(shù)參數(shù)工作電壓為220V，頻率為50Hz；極限功率為6000W；應(yīng)用范圍有配電柜、通信建筑、變電所、設(shè)備控制室。3.2裝置使用須知在設(shè)備操作過程前，必須對供電電壓進行檢測；工作環(huán)境必須保持干燥；定期對設(shè)備進行除塵和防靜電處理。4使用效果安裝重啟裝置后，通信設(shè)備的死機故障將降低到總故障數(shù)的10%以下，同時在出現(xiàn)死機后，能夠在較短時間內(nèi)重啟電力信息通信設(shè)備，強化了調(diào)度中心的監(jiān)控作用，保證了信號通道的暢通，與其他裝置相比有諸多優(yōu)勢。4.1成本低廉根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，市面上的遠程重啟裝置主要以單片機控制為主，成本偏高，推廣范圍較小。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本大約在50元左右，同時提高了設(shè)備重啟的效率，也降低了人員成本。4.2效益巨大當電力信息通信設(shè)備未安裝遠程重啟裝置，通信管理機出現(xiàn)死機后，維護人員必須到達事故現(xiàn)場手動重啟設(shè)備，這樣增加了維護人員的工作量，還浪費了時間，難以迅速恢復(fù)信號的正常傳輸，易產(chǎn)生事故隱患。就重啟設(shè)備使用而言，通過對使用重啟裝置的公司進行調(diào)研可知，通過多次遠程重啟通信設(shè)備，故障停運時間明顯縮小，效益顯著。通過技術(shù)部門的計算，應(yīng)用遠程重啟裝置后，每年通信檢修次數(shù)可減少30%，車輛里程節(jié)約45%左右，為供電企業(yè)節(jié)約了大量成本，同時由于重啟設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，在維修過程中只需要進行更換繼電器等微小部件即可，在運維成本管控上效果明顯。4.3連鎖效應(yīng)為出現(xiàn)故障信號，通道難以保持暢通時，可以通過遠程重啟裝置實現(xiàn)通道恢復(fù)，排除死機故障，縮小故障排查范圍，方便維修人員查找其他設(shè)備故障，避免了無效檢查環(huán)節(jié)，提高了檢修效率。例如，在調(diào)度中心發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)長時間停更后，通過電話告知維修人員進行重啟。采用傳統(tǒng)重啟方式：運維人員乘車需要1小時，進入故障現(xiàn)場重啟需要10分鐘，數(shù)據(jù)恢復(fù)需要2小時，再需要1小時返程，產(chǎn)生燃油費用150元。采用遠程重啟裝置：整個重啟過程只需要5分鐘，極大地縮短了故障排除時間，節(jié)