电力系统设备的远程维护探讨

学术论文 2016-03-17 10:46:40
    电力系统设备的传统维护方式主要采用定期维修的制度,虽然可以保障电力系统设备的安全运行,降低安全事故的发生几率,但是随着电力系统设备电压及容量增大以及结构趋于复杂化,传统维护方式已经无法满足电力系统设备的维护要求,远程维护作为新的维护方式,可以弥补传统维护方式的不足,适应电力系统设备的维护要求。 
  1 电力系统设备远程维护概述 
  远程维护主要指维护人员借助通信网络实现对异地设备的状态监视和故障分析,并依据监视与分析结果,对故障采取维护指导或直接处理等措施。电力系统设备远程维护工作的内容既包括对电力设备进行故障诊断,又包括对设备故障采取远程处理措施。随着通信技术的不断发展,在不同的地点保持通信联系不再困难,通过微机监测网络、无线网络、路电网络和市电网络等各种技术手段,可以在任何地点和时间实现电力系统内部或者电力系统与其他系统的信息共享与交换,这为电力系统设备的远程维护创造了有利条件。 
  2 电力系统设备的构成及作用 
  2.1 开放设备中的网络设备 
  网络设备主要通过网管技术与TELNET技术实现对电力系统设备的远程维护。前者是指维护人员利用圆形界面,查看异地电力系统设备工作状态、误码率与数据流量等参数,获取授权后可以对网络设备进行维护与管理。后者是指维护人员利用计算机网络远程登录电力系统设备,并对其进行查看与管理等方面的操作。 
  2.2 封闭设备 
  封闭设备无法通过直接和外界交换数据而实现对电力系统设备的远程维护,但是随着技术的发展,封闭设备可以向开放设备进行演变,如传统电源屏已经被智能电源屏取代,从而实现将设备的电流、电压和工作状态等传输给外接设备,并接受外来指令对工作状态进行调整。同时,维护人员可以利用微机监测设备进行联网,从而获取电力系统设备在现场运行时的工作参数,并判断出其工作状态,进而为维护工作提供指导意见。 
  2.3 专用设备 
  专用设备是以CPU为核心部件,并按照预先编制程序进行运行,其只能通过专用通信协议与数据格式等完成与外界的信息交换。为了实现对电力系统设备的远程维护,维护人员需要依据实际情况,对故障采取相应的处理措施,如更换程序、远程关机、远程复位和更改系统的配置文件等,并依据这些需求研发远程遥控与维护的软件。 
  3 电力系统设备远程维护的现状及发展方向 
  3.1 电力系统设备远程维护的现状 
  由于电力系统设备维护点较多,分布地域比较广,所以电力系统设备远程维护的现状难以尽如人意,主要体现在两个方面:一方面是维护的对象单一,电力系统设备分布和维护人员分布无法适应;另一方面是维护的功能较少,无法满足电力系统因广域分布和复杂性等带来的维护问题,电力系统设备要求的快速修复和高素质的维修人员及时到达无法统一,这为电力系统设备远程维护的发展造成了阻碍。 
  3.2 电力系统设备远程维护的发展 
  (1)开放性方向发展。虽然电力系统设备采用计算机技术,但是由于其不遵循通用网络协议,使得数据信息的交换难以实现,因此电力系统设备需要依靠通用技术,向开放性方向进行发展。同时,为了满足电力系统设备与外界之间的信息交换与资源共享要求,为设备的远程维护提供便利,电力系统设备也需要符合开放性发展的要求。(2)综合化方向发展。传统电力系统设备彼此间信息相互孤立,通过信息化和网络化技术,将电力系统设备向综合化和网络化方向发展,既有利于实现信息和资源动向,也为电力系统设备远程维护的实现打下了基础。同时,电力系统的运转涉及到很多的环节,各个环节之间需要顺畅衔接,设备远程维护向综合化方向发展,可以带动系统运行中的各个环节发展,从而使电力系统的运行更为安全平稳。(3)智能化方向发展。由于电力系统的重要性及其设备特殊性,有些设备不能完全采用开放与通用的技术,而为了实现对设备的远程维护,在进行软件开发时需要考虑到远程维护手段和维护方式的需求,编制功能各异的软件内置于电力系统中,提高电力系统远程维护的安全性与可靠性。同时,在电力系统设备远程维护需要向智能化方向发展,借助微机监测技术,做好电力系统的维修与监测工作,如变压器油气色谱的分析、变压器局部放电的监测和变压器绝缘状态的监测等,从而实现电力系统设备的正常运转与远程维护。 
  4 电力系统设备维护装置的布线与软件设计 
  4.1 维护装置中的布线设计 
  电力系统设备维护装置的布线关系到系统设备的正常运行,所以布线工作非常重要。在布线时需要采取如下技术设计措施:(1)由于单一电源层无法降低噪音,会导致系统因此出现问题,所以在电源和电线间需要设计去耦电容,如在电源输出处放置1~100μF旁路电容,在每个元器件电源与地线间放置0.01~0.1μF电容;(2)加宽电源与地线的宽度。采取四层PCB的布线技术,中间两层可以以电源与地为敷层,屏蔽电磁干扰,强弱电信号之间、模拟与数字之间、数字地和模拟地之间都需要采区分开处理;(3)晶振走线与两角和IC之间走线尽可能短而粗,走线中既不能打孔,也不能出现相互交叉,并且需要用地线包围两端的连线。数据线或者地址线需要保持相同宽度,并采取集中走线方式,中间不能有其他的信号线,走线的拓扑结构需要坚持总长度最短的原则。
  4.2 维护装置中的软件设计 
  TCP/IP协议实现是电力系统设备维护装置软件设计的关键。由于其直接编写相对困难,可以利用支持TCP/IP协议的嵌入式操作系统完成,如uClinux系统,其Linux内核由互联网曾、传输层、套接字层和应用层构成,其中互联网层主要将分组发往网络并使其独立传向目标;传输层是用来传输数据,并利用重发机制保证数据传输的准确性;套接字层主要是管理基于IP的UDP和TCP之间端到端的互联;应用层是以MMS为协议,对系统通信进行控制。各组成部分之间相互衔接,共同保障TCP/IP协议的实现。 
  5 电力系统设备远程维护中需要注意的问题 
  5.1 安全问题 
  (1)电力系统设备的远程维护需要异地实现,允许维修人员直接对系统设备进行修改操作,这为授权用户越权维护和非授权用户非法登陆等提供了机会,避免出现这些问题是保障设备远程维护工作顺利开展的关键;(2)维护装置工作环境复杂,容易受到电磁波干扰,在远程维护设计中需要做好抗干扰的措施。例如在装置布局方面,可以采取如下措施:将整机电路依据功能分成数量众多的电路单元,依据电路流程安排其位置,保障传输信号的稳定性与方向一致性;以功能电路核心元件为中心进行布局,减少与缩短元器件间的连接与引线;高频工作电路中,相互干扰元件需要分开或者进行屏蔽,保持元器件的平行排列,以利于安装和保持美观等。 
  5.2 责任划分问题 
  由于电力系统设备众多,其远程维护涉及到众多工作内容,为了提高远程维护质量与效率,维护人员需要明确各自的维护责任与维护权限,依据维护要求做好本职工作,这样既可以在设备出现故障后可以得到及时有效的处理,又有利于在维护不利时追究相关维护人员的责任,使远程维护工作更为规范化和条理化。 
  5.3 管理问题 
  由于电力系统设备的远程维护为新技术,其发展和应用都存在很多不完善之处,而加强远程维护工作的管理是推动其发展的有效途径,所以建立健全管理规章制度非常必要,例如远程维护工作的监管制度、日常巡查制度、维修人员的培训制度和奖惩制度等,这样既可以调动维护人员工作的积极性与主动性,又可以使设备维护工作向制度化和标准化方向发展。 
  6 结语 
  总之,电力系统设备的远程维护工作不但关系到电力设备维护的质量与效率,而且关系到社会经济的平稳可持续发展,其重要性不容忽视。随着电力系统规模的扩大,电力系统监测与控制设备的不断更新,电力系统设备远程维护工作的难度也逐渐加大。在电力系统设备的远程维护中,只有认真分析电力设备的特点及功能,注重电力设备向开放性、综合化和智能化方向发展,并对设备维护中的安全问题、责任划分问题和管理问题等采取有效解决措施,才能真正提高电力系统设备远程维护的质量,保障其可以安全平稳运行。 
  参考文献 
  [1] 王学虎.电力系统设备的远程维护研究[D].华中科技大学,2007. 
  [2] 郭良.电力电子设备远程维护服务系统[D].湖南大学,2012. 
  [3] 岳晓璇.电力系统自动化的维护研究[J].科技创新与应用,2012,(32). 
  [4] 孟安波,陈少华,聂一雄,傅闯.基于多智能体的电力系统设备预知维护[J].电气应用,2008,(16)
上一篇微机变压器差动保护装置与调试方.. 下一篇脱硫氧化风机的变频改造和控制研究
[责任编辑:花间一壶酒]