摘要：遥控功能是变电站集中监控的重要技术手段，遥控功能的可靠性直接关系到倒闸操作，电网事故处理的正确性和及时性，对电网的安全、优质、经济运行起着不可忽视的作用。
关键词：遥控试验；无线通讯；出口测试仪
1 导言
随着电网规模的扩大，变电站的无人值守成为降低电力企业成本，提高经济效益的重要途径。而无人值守变电站的改造意味着需要进行大量的遥控试验，同时远动通道的增加、自动化设备及系统的更换、软件升级也对遥控试验提出了更高的要求。
2 成果针对问题现状
2.1试验流程繁琐，工作效率低下
试验需要多人配合，不仅需要有人在后台遥控，还需要有人在测控装置处测量，配合不良时易造成重复性操作。试验时为确认遥控出口的唯一性，还需要对其他出口逐个进行测量。由于不同的压板电位有交、直流之分，在测量时需要不断变换万用表的档位，花费较多时间和精力，严重影响工作效率。
2.2测试数据瞬时变化，测量结果不明显，试验结果不可靠
测量结果的判定，理论上是电位从0变为+110V or ~220V 即认为出口动作，但是由于数据变化太快（仅几百毫秒），肉眼无法正确快速地捕捉具体的数值，所以通常只能以数据是否有突然的闪动作为判断依据，该种判断方法，没有办法区分所测数据是真实信号还是干扰信号，同时数据的判据受个人因素影响很大，试验结果不可靠。
2.3测量人员需要长期弯腰或蹲下，易造成疲劳，不符合人机工效
根据继电保护屏面布置原则，压板一般置于屏柜的最下部，测量位置的限制导致了测量人员需要长期弯腰或蹲下，易造成疲劳，不符合人机工效。
为了能够解决这些问题，根据现场工作经验、网上查找相关的资料、咨询相关电子研发的专业人士，就产生了制造一种遥控出口测试仪的想法。
3 成果原理说明
3.1如图3.1设计一种基于无线通讯的遥控出口测试仪，具有以下特点：
（1）分为测试仪和显示器两部分，遥控时，不再需要专人在测控处配合测量，通过显示器即可知道测量结果。
（2）遥控某个出口时可同时测量多个出口，不再需要逐一测量。
（3）可兼容交、直流回路测量，适用于开关、刀闸、变压器调压等各类遥控出口测试。
（4）遥控出口后，显示器上相应的出口指示灯能保持常亮，并可根据需要一键复归，有利于工作人员进行判断。
（5）测试仪和显示器使用时靠电池供电，不需另接电源，便于移动。
图3.1 基于无线通讯的遥控出口测试仪设计示意图
测试仪和显示器通过无线进行通讯。无线采用SX1276/SX1278无线模块，工作频率为国际通用的数传频段433MHZ，可免许可证使用；采用先进的LoRa 直序扩频技术以获得更远的通讯距离，理想情况下传输距离达8000m，可穿越墙壁、门柜，满足在变电站主控楼内使用需求。为了防止对站内其他设备造成干扰，特采用密度较低的发射功率。
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3.2 测试仪部分：测试仪由采集模块，交、直流转换模块，光耦隔离模块，判决电路，单片机采样模块，发射模块等几个部分组成，如图3.2。
图3.2 测试仪原理框图
其中，信号采集模块可同时采集12路信号，根据所采集信号的特性（交流约为~220V，直流为+110V，信号保持时间为200~500ms），同时结合灵敏度及抗干扰能力的要求，选择一个最优的判据方式，当信号满足判据时，即认为信号有效，否则视为干扰信号或无效信号。采集到的所有有效信号统一经交、直流模块转换为直流信号，然后经光耦隔离模块转换为弱电信号，再经判决电路判决后输出至单片机，通过单片机协议将信号由发射模块发射至显示器。
3.3 显示器部分：显示器分接收模块、数据锁存模块，指示电路、复归电路等几个部分组成，如图3.3。
其中，指示电路中设有12个指示灯，与测试仪上12组开入一一对应。当显示器接收到测试仪发射的信号后，根据相应的协议，翻译辨别出哪路信号有效，便接通与该路对应的指示电路使显示灯变亮，数据锁存模块的设计可使显示灯保持常亮，有利于工作人员进行试验结果的判断。通过复归回路，每次遥控完成后，工作人员可根据需要一键复归所有指示灯。
图3.3 显示器原理框图
4 成果实施效果
4.1 优化了试验流程，缩短了试验时间，提高了工作效率。
测试仪配置12路数据采集，可一次性测量装置的所有出口，大大减少了测量次数；显示器和测试仪的分离，使遥控人员在监控后台遥控时，通过身边的显示器即可知道实际出口情况，不再需要多人远方配合，避免了因配合不当造成的效率低下，提高了工作效率。
4.2 强化了信号的采集和锁存，提高了试验的可靠性
测试仪对采集信号的判据保留了足够的裕度，具有很高的灵敏度，同时专业的抗干扰设计，在保证最大灵敏度的同时，对电压抖
动、瞬时感应电压等干扰信号具有极强的抑制作用。通过将瞬时的测量结果自动锁存，并以显示灯常亮这种很直观的方式进行显示，避免了数据突然变化时，肉眼因无法正确快速地捕捉造成的误判，提高了试验的可靠性。
4.3 改善了工作界面与工作环境，减轻了试验人员的测量负担
通过测试仪代替万用表测量的方式，使测量人员不再需要一直蹲在装置处进行一一测量，提高了试验人员的移动自由度，减轻了试验人员的测量负担，符合人机工效。
5 成果推广前景
该项目优化了试验流程，强化了试验数据的处理，改善了工作界面，提高了工作效率和试验的可靠性，不仅实现了“节约”的目标，还达到了“安全”的要求，符合人机功效，体现了“以人为本”的企业理念。
基于无线通讯的遥控出口测试仪可同时兼容交、直流回路测量，所以不仅适用于遥控出口测试，也可用于保护装置出口调试，适用范围广，推广价值高。
参考文献
[1]郑阔. 基于无线通信技术的智能变电站分布测试系统的研制[D]. 华北电力大学, 2014.
[2]罗蓬, 郝晓光, 赵宇皓,等. 基于无线数据通信的智能变电站二次设备集成测试系统开发[J]. 电测与仪表, 2017, 54(2):76-82.
论文作者:王燕,龙跃达,周荣华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：测试仪论文; 测量论文; 信号论文; 模块论文; 显示器论文; 变电站论文; 判据论文; 《电力设备》2018年第21期论文;