引言

將油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用在變壓器或高壓電抗器的狀態(tài)監(jiān)測(cè)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部油氣狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測(cè),現(xiàn)已成為一種比較成熟的監(jiān)測(cè)技術(shù)。隨著近幾年的普及推廣,油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置安裝數(shù)量逐年增加,但其安裝在戶外,運(yùn)行環(huán)境較為惡劣,部分裝置隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)不可避免地開(kāi)始老化,造成裝置故障率逐年增長(zhǎng)。如何快速響應(yīng)處理裝置故障,保證裝置在線率成為運(yùn)維單位亟待解決的問(wèn)題。

本文針對(duì)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置的故障快速應(yīng)答處理問(wèn)題,提出研制一種油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置遠(yuǎn)程重啟操控開(kāi)關(guān),能在裝置故障時(shí)按運(yùn)維人員需求進(jìn)行裝置斷電重啟識(shí)別故障程度,從而提升裝置故障處理消缺的及時(shí)率。

1主要設(shè)計(jì)思路

(1）在油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置本體電源總空開(kāi)后段加裝一個(gè)遠(yuǎn)程操控開(kāi)關(guān),通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸,應(yīng)用短信通信控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)該開(kāi)關(guān)的命令式操控分合或重啟,并可通過(guò)短信查詢?cè)撻_(kāi)關(guān)本體分合狀態(tài)及通電情況。

（2）為確保操作可靠性,在操控開(kāi)關(guān)回路上并入外置定時(shí)重啟器,可依據(jù)運(yùn)維人員要求設(shè)置裝置每日定時(shí)重啟時(shí)間,結(jié)合裝置運(yùn)行時(shí)間設(shè)定重啟時(shí)間,在油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置待機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行重啟,對(duì)裝置原運(yùn)行程序無(wú)影響。

(3）為確保操作安全性,每臺(tái)裝置設(shè)置管理員號(hào)碼操作權(quán)限并附動(dòng)態(tài)短信驗(yàn)證碼,只有以上兩個(gè)條件均符合時(shí),程控空開(kāi)才響應(yīng)動(dòng)作。

(4）當(dāng)程控空開(kāi)意外分閘、合閘時(shí),會(huì)主動(dòng)發(fā)出告警信息通知管理員。

(5）為保證遠(yuǎn)程重啟操控開(kāi)關(guān)運(yùn)行性能穩(wěn)定和信號(hào)發(fā)送接收功能穩(wěn)定,其短路跳閘電流應(yīng)設(shè)置大于或等于油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置本體電源總空開(kāi)容量。

(6）遠(yuǎn)程重啟操控開(kāi)關(guān)不受距離限制,只要有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào),就可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置本體進(jìn)行斷電重啟。

2遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程重啟操控開(kāi)關(guān)主要由遠(yuǎn)程短信控制器、程控空開(kāi)和定時(shí)器組成,依賴成熟的GsM通信網(wǎng)絡(luò),采用短信收發(fā)通信方式對(duì)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程重啟、狀態(tài)查詢、設(shè)置配置等功能。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)原理

遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)開(kāi)關(guān)終端通過(guò)Rs485總線進(jìn)行通信。其中,程控空開(kāi)主要負(fù)責(zé)對(duì)油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行分閘（斷電）或合閘(接通）等操作,實(shí)現(xiàn)裝置斷電和通電。遠(yuǎn)程短信控制器主要負(fù)責(zé)根據(jù)接收短信指令,對(duì)程控空開(kāi)下發(fā)分閘或合閘操作指令,并實(shí)時(shí)監(jiān)控程控空開(kāi)分合閘情況,如在非短信主動(dòng)操控情況下意外分閘或意外合閘,則立即向該設(shè)備管理員進(jìn)行短信報(bào)警。手動(dòng)控制定時(shí)器依照設(shè)定對(duì)裝置進(jìn)行定時(shí)重啟,確保在遠(yuǎn)程操控失效時(shí)仍能操作程控空開(kāi)。其終端結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

程控開(kāi)關(guān)主要由主控MCU、RS485收發(fā)器、分合閘裝置等組成,采用Modbus二RTU協(xié)議進(jìn)行程控。MCU為主控模塊,主要負(fù)責(zé)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理和邏輯運(yùn)算。RS485收發(fā)器主要負(fù)責(zé)通過(guò)RS485總線接收或發(fā)送控制指令,并通過(guò)UART傳送給主控MCU進(jìn)行指令解析或封裝。MCU根據(jù)解析到的指令,對(duì)斷路/接通裝置進(jìn)行操作,并實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前狀態(tài)。

遠(yuǎn)程短信控制器主要由主控MCU、RS485收發(fā)器、SMS通信模塊、外置定時(shí)裝置、手動(dòng)控制定時(shí)器等組成。由主控MCU負(fù)責(zé)發(fā)起多線程通信,分別對(duì)程控開(kāi)關(guān)、SMS通信模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)輪詢,以便能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到程控開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化和收到的短信。外置定時(shí)裝置主要用于定時(shí)主動(dòng)重啟油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置,其所有設(shè)定均由人工操作,主控MCU不參與定時(shí)設(shè)定。具體接線原理如圖3所示。

4遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)功能

4.1獲取驗(yàn)證碼

由管理員手機(jī)主動(dòng)向需通信的控制器號(hào)碼發(fā)出獲取驗(yàn)證碼短信,控制器收到該驗(yàn)證碼短信后,將生成一個(gè)隨機(jī)驗(yàn)證碼,并通過(guò)短信形式返回到管理員手機(jī)。該驗(yàn)證碼有效期為5min,后續(xù)所有短信發(fā)送均需附帶該驗(yàn)證碼,如驗(yàn)證碼錯(cuò)誤、過(guò)期或短信由非管理員手機(jī)發(fā)出,則控制器將不響應(yīng)該條指令。

短信示例:

發(fā)送:getcode接收:28946212

4.2管理員號(hào)碼設(shè)定

由管理員手機(jī)主動(dòng)向需通信的控制器號(hào)碼發(fā)出設(shè)定管理員號(hào)碼短信,該短信分為新增、查詢、刪除3種操作,一臺(tái)控制器最多可支持3個(gè)管理員號(hào)碼。只有收到管理員發(fā)出的短信,同時(shí)驗(yàn)證碼沒(méi)有過(guò)期,控制器才會(huì)響應(yīng)短信指令。

短信示例1一新增管理員:

發(fā)送:289462121dd1dami13800138000接收:138001380001ddoK

短信示例2一查詢管理員:

發(fā)送:28946212get1dami接收:1380013800013800138001

短信示例3一刪除管理員:

發(fā)送:28946212de11dami13800138001接收:

13800138001de1oK

4.)查詢

由管理員手機(jī)主動(dòng)向需通信的控制器號(hào)碼發(fā)出查詢短信,控制器在收到該短信后將立即通過(guò)短信形式返回當(dāng)前程控開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)和負(fù)載通電狀態(tài)。只有收到管理員發(fā)出的短信,同時(shí)驗(yàn)證碼沒(méi)有過(guò)期,控制器才會(huì)響應(yīng)短信指令。

短信示例:

發(fā)送:28946212getst1tus接收1一分閘,斷電:bre1koFF:接收2一合閘,通電:c1oseoN:接收3一合閘,斷電:c1oseoFF

4.4主動(dòng)操作

由管理員手機(jī)主動(dòng)向需通信的控制器號(hào)碼發(fā)出主動(dòng)操作短信,該短信分為分閘、合閘、重啟3種操作。分閘/合閘操作為單次操作,操作完成后就以短信形式返回完成情況到管理員手機(jī)。重啟操作為兩次操作,即分閘二等待20s二合閘,從而完成重啟動(dòng)作,完成整個(gè)重啟動(dòng)作后,以短信形式將完成情況返回到管理員手機(jī)。只有收到管理員發(fā)出的短信,同時(shí)驗(yàn)證碼沒(méi)有過(guò)

期,控制器才會(huì)響應(yīng)短信指令。

短信示例1一主動(dòng)分閘:

發(fā)送:28946212setst1tusbre1k接收:bre1koK短信示例2一主動(dòng)合閘:

發(fā)送:28946212setst1tusc1ose接收:c1oseoK短信示例3一主動(dòng)重啟:

發(fā)送:28946212setst1tusrest1rt接收:rest1rtoK

4.5報(bào)警

當(dāng)程控空開(kāi)在非短信主動(dòng)操作指令下出現(xiàn)非法合閘/分閘情況時(shí),則主動(dòng)向該設(shè)備已設(shè)定的所有管理員號(hào)碼發(fā)送報(bào)警短信。

接收1一非法合閘:wARNINGm11eg11c1osmig:接收2一非法分閘:wARNINGm11eg11bre1k

4.6定時(shí)重啟

外置定時(shí)重啟器具備RTC模塊,掉電繼續(xù)走時(shí),定時(shí)精度為秒級(jí),可按北京時(shí)間設(shè)定1～10組所需的裝置定時(shí)重啟時(shí)間,程控空開(kāi)定時(shí)接收外置定時(shí)器發(fā)出的重啟指令后,按照分閘二等待20s二合閘的程序完成重啟動(dòng)作,完成整個(gè)重啟動(dòng)作后,以短信形式將完成情況返回到管理員手機(jī)。

第1組重啟時(shí)間:××××年××月××日×x時(shí)xx分x×秒。

5結(jié)語(yǔ)

利用斷電重啟法進(jìn)行油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置故障的預(yù)檢查處理是目前進(jìn)行裝置消缺的必要措施。油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置遠(yuǎn)程重啟操控開(kāi)關(guān)裝置的研制應(yīng)用,能較大程度地減少運(yùn)維人員的工作量并提高裝置故障處理效率:在快速響應(yīng)缺陷處理的同時(shí),能夠減少人員進(jìn)站運(yùn)維的頻次:對(duì)于偏遠(yuǎn)變電站,還能有效減少公車資源的使用,對(duì)提升油色譜在線監(jiān)測(cè)裝置故障消缺及時(shí)率及運(yùn)維工作效率具有重大意義。