无人值守变电站通信系统远程重启装置的研发

无人值守变电站通信系统远程重启装置的研发

王永波，赵琴

国网山西省电力公司忻州供电公司 山西省晋中市

〔摘 要〕智能电网建设目前已成为我国重要发展项目之一，作为智能电网建设中的关键和重头戏，智能变电站的建设改造任务显得尤为重要，智能变电站的建立在某种程度上可以推动我国电网智能化的出现。所以本文立足于无人值守变电站通信系统远程重启装置的研发矢志为我国智能变电站的建设和电网智能化的实现提供实际有效的理论依据，推动电网智能化在我国的开展落实。针对某地区35 kV无人值守变电站由于长期无人维护，通信系统极易出现故障的问题，研制出一套远程重启装置，并并绍了该远程重启装置的设计和工作原理。此装置不仅减少了人员维护成本，还提高了无人值守变电站的通信运行稳定性，为电网安全运行和可靠供电提供了良好的技术保障。

〔关键词〕 无人值守；通信系统；远程重启；运行稳定性；监控力

0 引言

某地区78个35 kV变电站均为无人值守模式，对35 kV变电站3个月内通信故障数据进行统计分析，发现造成通信设备故障的最主要原因是通信设备死机。对于此类故障，只需在通信中断时重新对通信系统断电再送电就可以顺利消除。

以经常发生通信系统死机的35 kV某变电站为例，当调控中心发现该站数据不刷新时通知该站所属运维站，运维人员花费2.5 h赶赴现场(该站经常在夜间发生故障)，一般5—10 min即可完成系统的重启工作；在调控中心恢复对该站的监控后，运维人员再花费2.5 h返回。这一过程耗时耗力，夜间往返现场也是对驾驶员安全驾驶的考验。

针对上述情况，如果在通信中断的第一时间能远程对通信设备进行“断电—送电”重启，就可以大大缩短运维检修时间，提高供电可靠性。因此设计了一种以手机GSM卡为媒介的远程重启装置。它可以迅速实现对无人值守变电站通信系统的重启功能，从而大幅度缩短通信故障的消除周期，确保变电站的安全、稳定、经济、可靠运行。

1 变电站通信系统远程重启装置的设计

1.1 远程重启装置的设计方案

变电站通信系统远程重启装置的设计方案如图1所示。该方案借助于镶嵌GSM接收器的智能控制系统及GSM通信设备，以实现对站内通信设备的“断电—送电”过程。

当通信中断时，运维人员(可以设置密码，有权限的运维人员才可以操控)通过发送短消息的方式控制通信设备电源的“断电—送电”，迅速实现通信系统的重启功能，提高供电可靠性。在GSM发射器中设置不同的密码，智能控制系统中设置相对应的密匙，就可以控制不同变电站内的通信系统重启，实现“一对N”的控制功能。

1.2 远程重启装置的电路设计

受到手机远程控制器的启发，结合通信系统的供电情况，设计出通过发短信的方式实现对通信设备电源进行远程控制的重启装置。此装置利用手机GSM卡发信号来远程控制电源开关。

变电站通信系统远程重启装置的电路拓扑如图2所示。图2中的集成块4013具有信号保持功能，因此通过GSM接收器接收短消息就可以实现控制继电器触点动作，达到预期目的。微型变压器起着转化电压的作用，微型变压器输出9 V交流电源，经C1滤波后作为7805稳压芯片的输入电源。其输出为直流5 V，经稳压滤波后提供给GSM接收器、集成块4013及三极管9013。GSM接收器的作用是接收手机GSM卡发出的短消息，并转化成对应的高低压电平，控制三极管9012的导通和关断。三极管9012的作用是给集成块4013提供触发脉冲，从而控制三极管的9013的导通和关断，给继电器KM线圈充电或断电，使控制继电器常闭触点状态发生相应的变化，实现对站内通信系统电源的重启功能。

1.3 远程重启装置工作原理

正常情况下，继电器线圈KM是失电的，常闭触点一直处于闭合状态。当通信系统死机时，常闭触点仍闭合，当接收到通信故障的消息后，有授权权限的运维人员远程使用手机GSM卡发送关闭电源的短信；当重启装置上的GSM接收器接收到该短消息后，其输出口3瞬间输出1个低电平，三极管9012瞬间导通，给集成块4013的3输入口1个触发脉冲，集成块4013输出端4输出1个低电平，三极管9013导通，使继电器线圈KM得电，KM常闭触点状态由闭合转变为断开并保持，通信系统电源断开，实现了通信设备断电的功能。当运维人员再次远程用手机GSM卡发送开启电源的短信后，重启装置上的GSM接收器接收到该短消息，其输出口3瞬间输出1个低电平，三极管9012瞬间导通，给集成块4013的3输入口1个触发脉冲，集成块4013开始工作翻转，输出端3输出1个高电平，使三极管9013关断，继电器线圈KM失电，其常闭触点恢复闭合，通信系统电源重新接通，通信设备电源重启成功。

2 变电站通信系统远程重启装置的技术指标

2.1 装置技术指标

(1) 电源电压：AC 220 V/50 Hz。

(2) 峰值功率：小于5 000 W(功率可以根据需要拓展)。

(3) 适用范围：变电站、机房、通信大楼、配电室等。

2.2 装置使用注意事项

(1) 使用前确认装置电源为市电220 V。(2) 本装置适合在常温干燥的环境中使用。

3 变电站通信系统远程重启装置的应用效果

2017-02-11T02：10，调度中心发现该35 kV变电站站内数据不刷新后，电话告知当值值班员。

(1) 使用传统方式。2名运维人员乘车需90 min，站内重启需5 min，数据恢复时间共需95 min；再花费90 min返程，直接可见成本中燃油费200元。

(2) 使用远程重启装置。只需5 min恢复数据，大大缩短了故障消除周期，节省燃油费200元，夜间出车风险由50 %降为0，由3人出工变成1人操作，减少用工量，增加社会效益、经济效益，提高了调度对站内数据的监控力。

4 结束语

我国是发展中国家，人口众多，因此，对于基础设施的需求也就相对于发达国家更大一些，随着现代社会的不断发展，电力成为了人民日常生活中不可或缺的一部分，不得不说，电力始终是一个国家经济发展和社会稳定的重要保证，当前我国进入改革开放新时期，社会各行各业对电力发展抱有充分信心和极大期待，与此同时，我国电力部门也相应面临严肃的挑战。作为我国支柱性能源，电网建设尤其是智能电网的建设在国内的发展更需要提到重要层面，智能电网的有效实施，能够在一定情况下促进经济发展和科学水平的提高。变电站通信系统远程重启装置构思精巧、结构简单、实用性强，高效率地解决了35 kV无人值守变电站通信系统死机的问题，大幅度缩短了通信系统死机故障消除周期，提高了设备运行的安全性、可靠性，同时它的“一对N”工作模式更给运维人员带来了极大的便利。

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