發(fā)布時(shí)間：2022-02-16 21:10:50
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的在線監(jiān)測裝置樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
Abstract： High-voltage DC insulation monitoring device adopts the technology of signal phase locking， advanced correction and tracking building block structure to fundamentally solve the defects such as incomplete judgment data and line selection. Meanwhile， the device adopts real-time tracking information zero processing technology to realize detection and alarm of AC channeling into DC fault. In this paper， the technical solutions of on-line high-voltage DC insulation monitoring device are discussed.
關(guān)鍵詞：絕緣監(jiān)測；電壓補(bǔ)償；分布式結(jié)構(gòu)；絕緣分級管理；多CPU并行處理
Key words： insulation monitoring；voltage compensation；distributed structure；insulation hierarchical management；multi-CPU parallel processing
中圖分類號：TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0143-02
0 引言
隨著我國通信、電力事業(yè)的發(fā)展，通信機(jī)房，發(fā)電廠、變電站種類繁多，而且大容量發(fā)電廠、變電站、通信電源越來越多，通信安全、安全發(fā)電、輸電關(guān)系著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)和人們正常生活?，F(xiàn)電網(wǎng)直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，且與繼電保護(hù)、信號裝置、自動(dòng)裝置以及屋內(nèi)、外配電裝置的端子箱、操作機(jī)構(gòu)等連接，發(fā)生接地故障較多，無法解決交流竄直流故障的測記和報(bào)警功能。根據(jù)2011年12月國家電網(wǎng)公司制定的《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中的第五項(xiàng)“防止變電站全停及重要客戶停電事故”中明確提出了原有的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置，要求增加交流竄入直流故障的y記和報(bào)警功能。高壓直流絕緣監(jiān)測裝置采用信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結(jié)構(gòu)等技術(shù)，從根本上解決判斷數(shù)據(jù)不全、選線不準(zhǔn)等弊??；同時(shí)本裝置采用實(shí)時(shí)跟蹤信息零處理技術(shù)，解決交流竄入直流故障的測記和報(bào)警。
1 項(xiàng)目提出的必要性
直流系統(tǒng)是電信運(yùn)營商云數(shù)據(jù)通信機(jī)房重要的組成部分，直流系統(tǒng)的安全可靠性影響著云數(shù)據(jù)通信機(jī)房的安全運(yùn)行，關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全生產(chǎn)。云數(shù)據(jù)通信機(jī)房的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，且與繼電保護(hù)、信號裝置、自動(dòng)裝置以及屋內(nèi)、外配電裝置的端子箱、操作機(jī)構(gòu)等連接，因此，發(fā)生接地故障機(jī)會(huì)較多。當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，由于沒有短路電流流過，不會(huì)對系統(tǒng)造成危害，所以系統(tǒng)仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是這種接地故障必須及早發(fā)現(xiàn)，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地故障時(shí)，有可能引起信號號回路、控制回路、繼電保護(hù)等的不正確動(dòng)作，從而造成重大損失。
高壓直流絕緣監(jiān)測裝置能夠精確測量交流竄入電壓值、母線電壓、正負(fù)母線對地電壓，準(zhǔn)確計(jì)算出正、負(fù)母線絕緣電阻、各饋線支路絕緣電阻，能夠快速選出絕緣降低或接地故障的饋線支路，具有交流竄入告警功能，并能選出交流竄入故障支路，具有直流互竄告警功能，并能選出直流互竄支路，具有傳感器零點(diǎn)校正功能并能兼容多種傳感器接口。且具有交流竄入、絕緣告警、壓差告警、定時(shí)、電阻變化等多種自動(dòng)啟動(dòng)選線功能，故障消失告警信號能夠自動(dòng)復(fù)歸。
2 在線式高壓直流絕緣監(jiān)測裝置的技術(shù)方案
高壓直流絕緣監(jiān)測裝置采用高性能總線式智能漏電流傳感器測量絕緣漏電流，母線對地電壓測量采用高精度隔離變送器完成，同時(shí)在對地電阻的測量與計(jì)算上考慮了現(xiàn)場各種復(fù)雜情況，以準(zhǔn)確可靠的控制與獨(dú)特算法保證了母線對地電阻的測量迅速與精確，可檢測一段母線對地電阻、對地電壓及每段64個(gè)支路的對地電阻，可多單元并機(jī)實(shí)現(xiàn)100條支路對地電阻檢測。具有交流竄入、絕緣告警、壓差告警、定時(shí)、電阻變化等多種自動(dòng)啟動(dòng)選線功能，故障消失告警信號能夠自動(dòng)復(fù)歸。技術(shù)特點(diǎn)如下：
①采用分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)系統(tǒng)采用主機(jī)―子機(jī)分布式架構(gòu)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)配置，無限擴(kuò)充。
②高壓直流絕緣監(jiān)測裝置可直接檢測接地漏電流，不發(fā)檢測信號，保證系統(tǒng)安全，不受分布電容影響。
③絕緣監(jiān)測裝置采用絕緣分級管理，基于極高的阻抗檢測，對地絕緣分級管理，可自行定義絕緣分級門限。
④絕緣監(jiān)測裝置引入環(huán)路指數(shù)，能有效對系統(tǒng)的各類環(huán)路準(zhǔn)確診斷分析。
⑤絕緣監(jiān)測裝置引入信息實(shí)時(shí)性與同時(shí)性，解決直流系統(tǒng)絕緣瞬態(tài)變化的檢測。
⑥絕緣監(jiān)測裝置采用中斷采樣方式，摒棄了傳統(tǒng)的巡檢采樣，數(shù)百條直流回路接地檢測在數(shù)秒鐘內(nèi)完成。
⑦絕緣監(jiān)測裝置采用多CPU并行處理的SynSystem（自動(dòng)同步系統(tǒng)）智慧式算法，準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)絕緣故障并進(jìn)行系統(tǒng)缺陷診斷分析。
3 在線式高壓直流絕緣監(jiān)測裝置的工作原理
在線式高壓直流絕緣監(jiān)測裝置監(jiān)測出有絕緣下降狀況發(fā)生時(shí)，裝置通過漏電流傳感器采集支路漏電流，可選出絕緣下降的具體支路。該裝置同時(shí)具有電壓監(jiān)測功能，當(dāng)母線電壓和對地電壓超出設(shè)定值時(shí)，裝置給出報(bào)警信號。具體工作原理如下：
①實(shí)時(shí)監(jiān)測直流母線電壓、正負(fù)母線對地電壓、正負(fù)母線對地交流電壓、正負(fù)母線對地絕緣電阻及支路對地絕緣電阻等數(shù)據(jù)，并直觀顯示到裝置顯示屏。
②當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生單極或多極一點(diǎn)接地及絕緣降低故障，兩極同支路或不同支路同阻值或不同阻值接地及絕緣降低故障時(shí)，絕緣監(jiān)測裝置可迅速、準(zhǔn)確、可靠動(dòng)作，發(fā)出絕緣故障報(bào)警信息。
③絕緣監(jiān)測裝置具有創(chuàng)新的單臂電橋測試，其特點(diǎn)在于檢測電橋電路僅由負(fù)極對地檢測電阻、負(fù)極對地檢測電阻切換開關(guān)構(gòu)成，在檢測電橋工作時(shí)，由于檢測電橋電阻并聯(lián)在負(fù)極和大地之間，所以不僅不會(huì)造成直流母線負(fù)極對地電壓的增高，反而使其降低，控制了負(fù)極對地電壓的增高，能夠降低由于一點(diǎn)接地引發(fā)的繼電保護(hù)誤動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。
④母線對地電壓補(bǔ)償：高壓直流絕緣監(jiān)測裝置除了用于維持直流系統(tǒng)對地電壓平衡的平衡電橋、用于絕緣電阻測量的檢測電橋外，還設(shè)有一個(gè)臨時(shí)修正電橋，用于補(bǔ)償直流系統(tǒng)正負(fù)極電壓的不均衡。
⑤基于系統(tǒng)電容分析的可變檢測電橋通過對直流系統(tǒng)的電壓、對地電容和絕緣電阻的綜合分析，能自適應(yīng)地改變檢測電橋的阻值，在完成絕緣監(jiān)測任務(wù)的同時(shí)最大限度地保證直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
⑥實(shí)現(xiàn)兩組直流互竄的監(jiān)控方案，通過對兩組直流系統(tǒng)正負(fù)極對地電壓的波動(dòng)情況及變化趨勢來判斷兩組直流系統(tǒng)是否發(fā)生非正常的電氣連接。
⑦當(dāng)直流系統(tǒng)對地絕緣電阻小于等于預(yù)警值時(shí)，絕緣監(jiān)測裝置可準(zhǔn)確預(yù)警并自行啟動(dòng)支路選線功能。
⑧當(dāng)直流系統(tǒng)母線電壓異常，正負(fù)母線對地電壓偏差過大時(shí)，可準(zhǔn)確報(bào)警。
⑨直流互竄告警：當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生直流互竄故障時(shí)，絕緣監(jiān)測裝置能發(fā)出直流互竄故障告警信息，并準(zhǔn)確選出故障支路。
⑩交流竄電告警：絕緣監(jiān)測裝置可監(jiān)測交流竄入，設(shè)定交流竄入門限報(bào)警值。
{11}電壓偏差補(bǔ)償功能：當(dāng)直流系統(tǒng)正負(fù)母線對地電壓比值超出保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)因數(shù)1.2時(shí)，通過對地電壓偏差補(bǔ)償橋使直流系統(tǒng)對地電壓恢復(fù)到平衡狀態(tài)。
4 在線式高壓直流絕緣監(jiān)測裝置的技術(shù)參數(shù)
①可監(jiān)測對地絕緣阻抗值范圍和精度：
接地阻抗：0-999.9K，母線接地電阻：≤2%±1kΩ，路接地阻：≤5%±1kΩ；
②可監(jiān)測電壓范圍及電壓精度：
正對地電壓：0-300V，負(fù)對地電壓：0-300V，系統(tǒng)總電壓：0-300V；
③交流竄電電壓：0-300V；
④電壓精度≤0.5%；
⑤抗直流系統(tǒng)分布電容干擾：大于10000uF；
⑥適用直流系統(tǒng)電壓等級：300V，240V，48V，24V或用戶提出其它電壓等級；
⑦可監(jiān)測直流回路數(shù)：0-50路；
⑧工作環(huán)境溫度：-30℃-+50℃；
⑨相對濕度：≤96%；
⑩直流電壓允許紋波電壓系數(shù)2%。
5 結(jié)束語
本文對在線式高壓直流絕緣監(jiān)測裝置采用的技術(shù)方案進(jìn)行了分析，從裝置的工作、功能、技術(shù)參數(shù)等方面進(jìn)行了闡述，并設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)框架及主控板的原理圖。本裝置可提高電網(wǎng)自動(dòng)化管理水平，是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行及故障準(zhǔn)確定位的理想監(jiān)測設(shè)備。本裝置具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可擴(kuò)展性，穩(wěn)定可靠且易于實(shí)現(xiàn)，對電網(wǎng)有一定的應(yīng)用價(jià)值，對電源系統(tǒng)的在線絕緣監(jiān)測具有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施，2012修訂版.
關(guān)鍵詞：用電信息；采集系統(tǒng)；計(jì)量裝置；在線監(jiān)測；分析
中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0143-01
在用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置組成上，主要由電能表和電壓互感器兩個(gè)部分組成，其對竊電問題和電力運(yùn)行穩(wěn)定性均有一定的益處，因此目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電力行業(yè)之中。但是就現(xiàn)階段的應(yīng)用情況進(jìn)行觀察，在用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測上仍然存在著諸多問題，導(dǎo)致其在運(yùn)作中出現(xiàn)諸多問題，亟需得到解決。在此背景下，文章圍繞用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置為中心，分三部分展開了細(xì)致的分析探討，旨在提供一些理論上的參考，以下是具體內(nèi)容。
1 用電信息采集系統(tǒng)框架
就目前的用電信息采集系統(tǒng)而言，其在系統(tǒng)框架的組成上主要由兩個(gè)部分組成[1]。第一個(gè)部分為用戶用電信息數(shù)據(jù)的采集和管理部分，該部分充分的結(jié)合了目前十分發(fā)達(dá)的信息技術(shù)，在形式上為一種智能化的電力計(jì)量形式，并且在系統(tǒng)軟件以及硬件等方面更有所保障，在數(shù)據(jù)采集端的組成上主要由通信W絡(luò)、電能表以及終端采集等部分組成，在工作形式上通過對各種采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和編制，并且按照一定的規(guī)律進(jìn)行劃分；第二部分是通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的對時(shí)，該部分主要應(yīng)用的技術(shù)為傳統(tǒng)的通信技術(shù)，其在主要工作是將用戶的用電信息傳輸至主站端，主站端在再對信息進(jìn)行處理。
2 目前在用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測中存在的不足之處
目前在用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測中存在的不足之處主要集中在三個(gè)方面。其一為電力計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行管理工作存在不足，還需進(jìn)一步完善；其二為目前的在線監(jiān)測的程序過于復(fù)雜，在諸多原因的影響下監(jiān)測工作的難度很大；其三為對計(jì)量設(shè)備出現(xiàn)的故障處理不夠及時(shí)，因?yàn)槟壳暗碾娏π袠I(yè)用電信息采集系統(tǒng)過于龐大，因此在設(shè)施上數(shù)量和種類的都很多，這便導(dǎo)致一旦出現(xiàn)問題，問題診斷和處理需要的時(shí)間都很長[2]。
3 健全用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測途徑
3.1 完善在線監(jiān)測電力計(jì)量裝置的管理模式
要健全用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測，切實(shí)發(fā)揮出在線監(jiān)測的作用，首先就必須在在線監(jiān)測電力計(jì)量裝置的管理模式上實(shí)現(xiàn)合理化、完善化和科學(xué)化。具體而言首先需要在運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)測力度上給以強(qiáng)化，電力計(jì)量設(shè)備在運(yùn)行過程中，必須有其他相關(guān)設(shè)備的配合，因此在設(shè)備管理上不能僅僅局限于計(jì)量設(shè)備的管理，其他設(shè)備也需要強(qiáng)化監(jiān)測力度；其次在整體的管理模式上也需要給以完善化，在周期檢驗(yàn)、電量追補(bǔ)以及在線監(jiān)測等諸多方面均給以完善，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢查，及時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)電量追補(bǔ)的效果。
3.2 完善主控制電路的流程
信息時(shí)代的今天，信息技術(shù)已經(jīng)滲入到了各行各業(yè)中，而在用電信息采集系統(tǒng)中用戶用電信息采集部分也應(yīng)用到了信息技術(shù)，因此依托于信息技術(shù)的電力計(jì)量裝置主控制電路流程的運(yùn)行狀況，對整體的體系運(yùn)行狀況有著極大的影響，這就要求電力企業(yè)在主控制電路的流程上必須給以完善。
3.3 加大檢驗(yàn)和監(jiān)測的力度
加大監(jiān)測和檢驗(yàn)的力度可以實(shí)現(xiàn)電力計(jì)量裝置在線監(jiān)測在有效性和穩(wěn)定行上的提升，進(jìn)而在可靠性上也會(huì)更有保障，具體而言可以從兩個(gè)方面入手：其一為對系統(tǒng)中電流回路、電壓進(jìn)行測試，如果在測試過程中發(fā)現(xiàn)電流過大，則需要在系統(tǒng)中增大電阻，避免出現(xiàn)開路的問題出現(xiàn)。在電能表的測試部分，可使用差值法和溫度補(bǔ)償法對二次回路狀況給以掌握，此外對于可能存在的竊電行為也需要通過電量追回的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；其二為在檢查力度上必須給以強(qiáng)化，在控制周期上控制在1到1400分鐘的范圍之內(nèi)，并且通過電力計(jì)量裝置抽查的方式，對可能存在的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，保障整體的在線監(jiān)測力度和效果[3]。
4 結(jié)語
綜上所述，用電信息采集系統(tǒng)的計(jì)量裝置在線監(jiān)測措施是目前在電力行業(yè)使用十分廣泛，并且具有諸多優(yōu)勢的一種新措施，其在組成框架上主要由用戶用電信息數(shù)據(jù)的采集和管理和通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的對時(shí)兩部分組成。但是就目前的應(yīng)用情況進(jìn)行觀察，其在具體的應(yīng)用中存在著電力計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行管理工作存在不足、在線監(jiān)測的程序過于復(fù)雜、對于計(jì)量設(shè)備出現(xiàn)的故障處理不夠及時(shí)等問題。面對這些問題以及電力行業(yè)對在線監(jiān)測的實(shí)際需要，完善在線監(jiān)測電力計(jì)量裝置的管理模式、完善主控制電路的流程、加大檢驗(yàn)和監(jiān)測的力度是切實(shí)有效的健全用電信息采集系統(tǒng)計(jì)量裝置在線監(jiān)測的途徑，值得相關(guān)企業(yè)充分合理的使用。
參考文獻(xiàn)
[1]程超，張漢敬，景志敏，等.基于離群點(diǎn)算法和用電信息采集系統(tǒng)的反竊電研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，21（17）：69-74.
Abstract： With the deepening of the reform of the electric power enterprise system， it has become increasingly important to the assessment of economic benefits， especially to ensure accuracy and reliability of energy metering. The power settlement is carried out between the power plants and the power supply enterprises， the power supply enterprise and electricity enterprises through energy metering device. To ensure accurate and reliable operation of energy metering device in the field， we must strengthen on-site inspection and state inspection work of energy metering device. Inputs of remote automatic detection system of energy metering device brings the vitality to the smart grid development， for the convenience of management， improve work efficiency， and conform to the development needs of the smart grid.
關(guān)鍵詞： 變電站；電能計(jì)量裝置；遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)；設(shè)計(jì)
Key words： substation；energy metering device；remote online monitoring system；design
中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2013）04-0209-03
1 變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路 根據(jù)四川達(dá)州的實(shí)際情況和具體要求，電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路如下：①為了現(xiàn)場電能計(jì)量工作的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)以一個(gè)DSP中央處理器為核心，通過相關(guān)的電壓采集、電流采集和脈沖采集可實(shí)現(xiàn)對電能表的迅速安全的在線校驗(yàn)計(jì)量，通過控制器可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)電流回路的計(jì)量工作；②電能計(jì)量校驗(yàn)數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)大，并且對安全性要求比較高，并要求變電站現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，能迅速實(shí)時(shí)安全的傳輸?shù)焦╇娪?jì)量中心，可直接接入到電力專網(wǎng)；③整個(gè)監(jiān)測平臺(tái)分為：變電站現(xiàn)場，供電計(jì)量中心。采集監(jiān)測數(shù)據(jù)共享，可以通過同一網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對變電站的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，為保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，可使用操作權(quán)限來分開管理，不同級別的終端用戶有不同的操作權(quán)限。變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1.2 系統(tǒng)組成
①變電站現(xiàn)地檢測子系統(tǒng)：主要由硬件設(shè)備部分和軟件采集部分組成，硬件設(shè)備包括控制柜、DSP多通道標(biāo)準(zhǔn)電能表主表、DSP多通道標(biāo)準(zhǔn)電能表副表、工控機(jī)等設(shè)備，另外還有電壓、電流、脈沖等線路敷設(shè)。采集軟件系統(tǒng)主要是監(jiān)控終端工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等；②實(shí)時(shí)通訊傳輸子系統(tǒng)：主要由通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)及實(shí)時(shí)通訊服務(wù)平臺(tái)組成，通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)采用電力光纖傳輸，保證數(shù)據(jù)安全可靠、實(shí)時(shí)性、及時(shí)性傳輸。通訊服務(wù)平臺(tái)主要包括實(shí)時(shí)通訊服務(wù)接口及數(shù)據(jù)服務(wù)接口等；③遠(yuǎn)程在線主站子系統(tǒng)：遠(yuǎn)程在線主站子系統(tǒng)由遠(yuǎn)程主站監(jiān)測軟件、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等系統(tǒng)組成，另外配置相應(yīng)的服務(wù)器和監(jiān)控終端等硬件設(shè)備。遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件主要實(shí)現(xiàn)的功能是與用戶的界面交互、遠(yuǎn)程在線抄表、遠(yuǎn)程在線校表、獲取用戶下達(dá)的指令并向變電站子站系統(tǒng)發(fā)送等；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的功能是對各種抄表、校表等監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，數(shù)據(jù)服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)了與其他系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口。
1.3 系統(tǒng)功能
1.3.1 遠(yuǎn)程在線監(jiān)測：①數(shù)據(jù)的接收、處理與顯示：系統(tǒng)的各級遠(yuǎn)程監(jiān)測終端都可以實(shí)時(shí)接收從變電站現(xiàn)場采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、處理，然后在監(jiān)測終端的軟件界面上予以實(shí)時(shí)的顯示。在線抄表，將每個(gè)電能表的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集；在線校表，能進(jìn)行電能表誤差校驗(yàn)，校表誤差實(shí)時(shí)報(bào)警，并記錄報(bào)警記錄，并能計(jì)算校驗(yàn)的誤差偏差估計(jì)值；諧波測量，獲取電能表的諧波情況；二次壓降測量，能夠測量每條回路的二次壓降情況等；②歷史數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)；③歷史數(shù)據(jù)趨勢圖：在系統(tǒng)的各級監(jiān)測終端上，遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件都能根據(jù)采集到的各類數(shù)據(jù)，做出對應(yīng)的分析趨勢圖。如：電流負(fù)荷分析趨勢圖、有功誤差分析趨勢圖、無功誤差分析趨勢圖、有功誤差估計(jì)值趨勢圖、無功誤差估計(jì)值趨勢圖等等。
1.3.2 定時(shí)校驗(yàn)：定時(shí)校驗(yàn)功能就是用戶可以在系統(tǒng)各級的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端上，通過設(shè)定自動(dòng)抄表校表的時(shí)間，然后輸入相應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間，便可到時(shí)間自動(dòng)按照設(shè)置的電能表進(jìn)行相應(yīng)的操作，達(dá)到無人值守自動(dòng)化目標(biāo)，并將采集校驗(yàn)的數(shù)據(jù)寫入本地?cái)?shù)據(jù)庫，以便可以上傳到主站平臺(tái)上。
1.3.3 現(xiàn)地監(jiān)測：現(xiàn)地監(jiān)測功能是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測的基礎(chǔ)，它是工作人員在變電站現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)的一些對電能表的抄表校表功能。對應(yīng)于系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制功能，它也可以實(shí)現(xiàn)在變電站本地操作子站系統(tǒng)，來進(jìn)行對應(yīng)的功能。并且也能進(jìn)行電能表抄表、電能表誤差校驗(yàn)、諧波測量、波形測量、二次壓降測量等，并將測量校驗(yàn)數(shù)據(jù)寫入本地?cái)?shù)據(jù)庫。
1.3.4 實(shí)時(shí)通訊：實(shí)時(shí)通訊功能是指將變電站子站系統(tǒng)上的抄表數(shù)據(jù)、校表數(shù)據(jù)以及測量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地上傳到主站平臺(tái)上，為主站系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析提供決策的依據(jù)，并且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能表的誤差變動(dòng)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)大集中，數(shù)據(jù)共享，可以掌握每個(gè)變電站的每個(gè)回路電能表的工作情況。
2 主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變電站本地子站系統(tǒng)將采集到的電能表相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到主站系統(tǒng)上，主站系統(tǒng)通過通訊服務(wù)直接接收數(shù)據(jù)，在遠(yuǎn)程端（計(jì)量中心），通訊服務(wù)平臺(tái)通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)接口將接收的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中。由于目前采用電力專網(wǎng)與主站系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，因此，這樣可以極大的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且提高實(shí)時(shí)性和傳輸速度。另外，當(dāng)有其它變電站需要接入時(shí)，只需在變電站建立一個(gè)子站系統(tǒng)指向該通訊服務(wù)即可，擴(kuò)展非常方便，而且便于維護(hù)管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)
2.2.1 數(shù)據(jù)分類：電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容涉及多種類型，包括數(shù)字型、字符型、日期型等，從內(nèi)容上主要可以分為監(jiān)測數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。①監(jiān)測數(shù)據(jù)：監(jiān)測數(shù)據(jù)包括電能量、最大需量、瞬時(shí)量、事件記錄、誤差校驗(yàn)、諧波、二次壓降、誤差報(bào)警等等數(shù)據(jù)；②管理數(shù)據(jù)：管理數(shù)據(jù)主要包括人員數(shù)據(jù)、操作日志、故障管理數(shù)據(jù)、以及用戶權(quán)限數(shù)據(jù)；③基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括單位管理信息、變電站信息、電能表基本信息等數(shù)據(jù)。
2.2.2 存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)：電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要是電能表抄表各類數(shù)據(jù)和校表測量數(shù)據(jù)。根據(jù)四川達(dá)州電業(yè)局建設(shè)的總體要求，按變電站本地和計(jì)量中心分別設(shè)置兩級數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器分別設(shè)置在變電站本地和計(jì)量中心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理。為保證數(shù)據(jù)的不間斷記錄，因此在每個(gè)變電站現(xiàn)地建立一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)本地?cái)?shù)據(jù)。存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。
2.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)：電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是電力計(jì)量管理系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)之一。必須保證數(shù)據(jù)的可靠性、安全性和及時(shí)性。由于本系統(tǒng)具有大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，因此一個(gè)完整可靠同時(shí)具備很好的擴(kuò)展性和管理性能的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)是本系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。為確保計(jì)量中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫平臺(tái)可選用SQL SERVER 2000以上版本的大型數(shù)據(jù)庫。
2.3 系統(tǒng)開發(fā)及運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)程主站系統(tǒng)采用B/S開發(fā)結(jié)構(gòu)模式來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)采用WINDOWS 2000、2003以上版本操作系統(tǒng)。 在軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)中，采用基于Microsoft Windows DNA的三層瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它是目前業(yè)界第一種把Internet、瀏覽器/服務(wù)器以及PC計(jì)算模式集成為一體的網(wǎng)絡(luò)分布式應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，能夠充分利用集成于Windows平臺(tái)之上的各種功能特性，滿足對于用戶界面、瀏覽、各種業(yè)務(wù)處理以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等現(xiàn)代分布式應(yīng)用。
3 子站系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變電站本地子站系統(tǒng)主要通過RS485來采集電能表相關(guān)數(shù)據(jù)，通過RS232來控制多通道標(biāo)準(zhǔn)表來進(jìn)行在線校表，并將抄表數(shù)據(jù)、校表數(shù)據(jù)直接保存到本地的數(shù)據(jù)庫中。實(shí)時(shí)傳輸模塊，把采集的各類數(shù)據(jù)及時(shí)的傳輸主站系統(tǒng)上，整個(gè)子站系統(tǒng)包括硬件在線檢測屏平臺(tái)和子站軟件系統(tǒng)平臺(tái)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示：
3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)
3.2.1 數(shù)據(jù)分類：電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測子站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容涉及多種類型，包括數(shù)字型、字符型、日期型等，從內(nèi)容上主要可以分為監(jiān)測數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。①監(jiān)測數(shù)據(jù)：監(jiān)測數(shù)據(jù)包括電能量、最大需量、瞬時(shí)量、事件記錄、誤差校驗(yàn)、諧波、二次壓降、誤差報(bào)警等等數(shù)據(jù)；②基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括單位管理信息、變電站信息、電能表基本信息等數(shù)據(jù)；
3.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)：變電站本地子站系統(tǒng)由于需要保存的數(shù)據(jù)量比較小，并且數(shù)據(jù)單一，只有本地變電站的數(shù)據(jù)，不包括其他變電站的數(shù)據(jù)。
3.3 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境設(shè)計(jì) 系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)采用WINDOWS 2000、XP、2003以上版本操作系統(tǒng)，子站軟件系統(tǒng)基于Windows操作系統(tǒng)，采用安全可靠的TCP/IP傳輸協(xié)議，使用WinSock套接字通訊和多線程技術(shù)，來提高數(shù)據(jù)處理速度，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和及時(shí)性，確保系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。
4 變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)智能化分析
本系統(tǒng)能檢測電壓、電流、功率、相位、頻率、諧波、需量等大量數(shù)據(jù)，并構(gòu)建遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸以及存儲(chǔ)。該項(xiàng)目的實(shí)施可以確保設(shè)備較長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，從而可以記錄大量的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對設(shè)備的運(yùn)行又準(zhǔn)確的了解以及設(shè)備的長期變化趨勢做出預(yù)測，及時(shí)對可能出現(xiàn)的各種故障或問題進(jìn)行預(yù)警處理，防止真正事故的發(fā)生。上述特性的實(shí)現(xiàn)基本適應(yīng)了未來智能化電網(wǎng)的發(fā)展要求，部分智能電網(wǎng)技術(shù)可以在此該項(xiàng)目研究基礎(chǔ)上進(jìn)行功能開發(fā)，適應(yīng)其需要。
本系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電能表狀態(tài)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量故障，記錄故障情況并提供實(shí)時(shí)報(bào)警，縮短計(jì)量故障處理時(shí)間。通過匯總電能表實(shí)負(fù)荷下的誤差，繪制各類因素變化下的誤差趨勢圖，作出電能表的運(yùn)行狀況評價(jià)。建立現(xiàn)場電能計(jì)量表計(jì)信息庫，為電能表建立運(yùn)行檔案庫，為數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)研究適合智能電網(wǎng)需求的功能，融入即將到來的智能電網(wǎng)，成為其有機(jī)組成部分。智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，以及對龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，本系統(tǒng)的實(shí)施可以對后續(xù)智能電網(wǎng)發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)提供有力的軟硬件支持。
5 結(jié)束語
我們將繼續(xù)對變電站電能表遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用情況，及時(shí)對存在的新問題進(jìn)行解決，使系統(tǒng)運(yùn)行更加完善。繼續(xù)跟蹤和研究變電站電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)方自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展方向及其功能擴(kuò)展，使其能夠更好的滿足超高壓系統(tǒng)電能計(jì)量的要求，為四川省電力公司智能電網(wǎng)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞： 高壓開關(guān)柜；測溫；發(fā)熱；推廣與應(yīng)用
中圖分類號：TD6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2012）22-0074-020 引言
高壓開關(guān)柜是礦區(qū)變電站中非常重要的一類電氣設(shè)備。電網(wǎng)系統(tǒng)對電能質(zhì)量要求提高的同時(shí)，相應(yīng)地對高壓開關(guān)柜的安全可靠性也提出了更高的要求。隨著礦區(qū)的不斷發(fā)展，變電站承擔(dān)的負(fù)荷量越來越大，電網(wǎng)也隨之?dāng)U大與復(fù)雜化，10（6）KV、35kV電壓等級的開關(guān)柜在電網(wǎng)中普遍應(yīng)用。據(jù)2011年統(tǒng)計(jì)，神東礦區(qū)地面在用的10（6）KV、35kV開關(guān)柜已達(dá)1300臺(tái)，數(shù)量相當(dāng)大。開關(guān)柜承擔(dān)礦區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的正常操作，發(fā)生事故后,可自動(dòng)切斷電路和電氣檢修時(shí)起斷開電源的作用，是發(fā)輸/供配電系統(tǒng)的主要保護(hù)設(shè)備，它是否安全運(yùn)行更是我們關(guān)心的重中之重。近年來高壓開關(guān)事故次數(shù)較多，影響安全發(fā)電、供電，根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明絕緣事故發(fā)生的比例占近一半，其次一方面在于開關(guān)柜的隔離觸頭接觸不良，導(dǎo)致操作時(shí)發(fā)生電弧或誘發(fā)絕緣閃絡(luò)而損壞開關(guān)柜電氣設(shè)備的事故也占相當(dāng)大的比例，危害甚大，不容忽視。
1 觸頭測溫裝置應(yīng)用的必要性
由于封閉式高壓開關(guān)柜自己本身的結(jié)構(gòu)設(shè)置，和變電運(yùn)行要求，運(yùn)行中的開關(guān)柜門是禁止打開，發(fā)熱觸頭位于密封柜內(nèi)，值班人員無法通過正常的手段檢測到它的溫度，所以一旦觸頭發(fā)熱嚴(yán)重必然造成事故發(fā)生，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。這種現(xiàn)象已成為開關(guān)柜使用中的常見問題，尤其在一些負(fù)荷較重的變電站，容易存在開關(guān)柜的溫升超標(biāo)問題。當(dāng)溫升問題不斷發(fā)展，卻得不到有效控制，過熱程度會(huì)不斷加劇，并對絕緣件的性能及設(shè)備壽命產(chǎn)生很大的影響，最終導(dǎo)致安全事故發(fā)生，甚至影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常工作，對國家、公司造成巨大損失。
《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》11.7.2 項(xiàng)明確提出“定期用紅外線測溫設(shè)備檢查開關(guān)設(shè)備的接頭部、隔離開關(guān)的導(dǎo)電部分（重點(diǎn)部位：觸頭、出線座等），特別是在重負(fù)荷或高溫期間，加強(qiáng)對運(yùn)行設(shè)備溫升的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)采取措施。”而礦區(qū)現(xiàn)有的變電站采用的方法為利用輻射特性的紅外測溫儀定時(shí)測溫。這種方式需要人工進(jìn)行巡查，不能實(shí)時(shí)得到溫度數(shù)據(jù)，所得到的數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)是滯后的，無法在第一時(shí)間判斷開關(guān)柜內(nèi)有無觸頭發(fā)熱故障，起不到溫度實(shí)時(shí)報(bào)警功能。因此，找出可靠的手段在線監(jiān)測觸頭運(yùn)行溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)的故障具有重大的實(shí)際意義。
2 觸頭發(fā)熱的原因
一般來說，變電站的高壓開關(guān)柜在運(yùn)行中，由于各種原因，容易引起發(fā)熱，總結(jié)來說，主要有以下幾條：
①由于觸頭接觸性能不良或部件本身存在污垢，這樣一來接觸電阻很大，當(dāng)遇到重負(fù)荷時(shí)，接觸點(diǎn)的熱功率很大，電路損耗增大，觸頭發(fā)熱嚴(yán)重，加劇接觸面氧化，使得接觸電阻進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，發(fā)展到一定階段后，則會(huì)使局部溫度增大過快，造成嚴(yán)重的故障，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
②設(shè)備負(fù)荷增加較多時(shí)，或者突然受到短路電流沖擊后，設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)就會(huì)發(fā)熱，例如觸頭部位。發(fā)熱后觸頭材料的某些性能會(huì)降低，使得觸頭容易發(fā)熱。
3 觸頭測溫裝置的工作原理及性能
針對高壓開關(guān)柜觸頭容易發(fā)熱這一現(xiàn)象，從電網(wǎng)安全考慮出發(fā)。神東礦區(qū)逐步對重負(fù)荷的變電站安裝開關(guān)柜觸頭在線監(jiān)測裝置。此類在線監(jiān)測裝置是適應(yīng)開關(guān)柜向自診斷、智能化的反向發(fā)展而設(shè)計(jì)的高壓斷路器觸頭溫度在線實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。該裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：
3.1 絕緣隔離性能 本裝置的傳感器與顯示監(jiān)控儀表通過無線數(shù)據(jù)傳輸方式，解決傳感器高電位端與儀表的低電位端之間的隔離傳輸。如圖1。
3.2 準(zhǔn)確的溫度傳感方式 傳感器埋入或固定在靠觸頭的觸臂上，十分接近發(fā)熱點(diǎn)，能快速準(zhǔn)確地感應(yīng)觸頭溫度變化。在線監(jiān)測并輪流顯示高壓斷路器三相上下觸頭和電纜接頭處的九路溫度。并可還可增加母線連接處的在線測溫。當(dāng)任何一路觸頭溫度大于報(bào)警值時(shí)，報(bào)警指示燈亮，報(bào)警輸出繼電器閉合，輸出屏幕上相應(yīng)相溫度值反黑，對可能出現(xiàn)的發(fā)熱故障起到預(yù)警功能。當(dāng)每一路溫度都比報(bào)警值低于設(shè)置值時(shí)，報(bào)警指示燈熄滅，恢復(fù)正常顯示。如圖2所示。
3.3 無需電池的供電方式 傳感器部分的數(shù)據(jù)處理和發(fā)射、接收電路均采用母線感應(yīng)的CT電源供電。
3.4 采用數(shù)字編碼方式的無線傳輸技術(shù) 解決了無線信號的相互干擾問題和數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯(cuò)問題。讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高。
3.5 便于組網(wǎng)查詢
3.6 多種功能選擇 系統(tǒng)監(jiān)測裝置另配有柜體內(nèi)部溫度、濕度傳感器，可顯示發(fā)熱點(diǎn)的相對溫升、柜體內(nèi)部濕度和凝露狀態(tài)。
每套裝置主要有顯示器、無線測溫傳感器模塊、柜內(nèi)溫濕度組合傳感器等部件，開關(guān)柜觸頭的溫度既可以直接顯示在開關(guān)柜面板上的顯示模塊上，還可通過通訊系統(tǒng)上傳至監(jiān)控室的主機(jī)上，實(shí)時(shí)記錄溫度數(shù)據(jù)，設(shè)置開關(guān)柜超溫升報(bào)警數(shù)值，當(dāng)溫度超過該數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)立即報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)采取處理措施。該裝置工作原理如圖3。
4 應(yīng)用
第一批測溫裝置經(jīng)過5年的運(yùn)行使用證明，該裝置能有效地對開關(guān)柜中由于接觸點(diǎn)氧化，接觸增大等原因引起的事故進(jìn)行預(yù)警，為礦區(qū)電力系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行提供有力的保障。高壓開關(guān)柜的觸頭發(fā)熱故障對供電系統(tǒng)危害極大，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)且難以找到合適的機(jī)會(huì)進(jìn)行處理，因此在技術(shù)方面把好設(shè)計(jì)驗(yàn)收關(guān)的同時(shí),不斷的應(yīng)用新技術(shù)、新裝置也是保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的本質(zhì)安全措施,但后期的巡檢維護(hù)和改造均是補(bǔ)救措施，也要給予高度重視。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，逐步將此類現(xiàn)象消除掉，對于避免重大電氣事故是非常重要的。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】輸電線路狀態(tài)；在線監(jiān)測
1、引言
高壓輸電線路的狀態(tài)直接決定著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文研制一種在線監(jiān)測系統(tǒng)，探測輸電線路的溫度、濕度、風(fēng)動(dòng)、泄漏電流、覆冰狀況以及視頻圖像等數(shù)字化信息，通過GPRS/CDMA通道上傳到高壓輸電線路狀態(tài)后臺(tái)在線監(jiān)測監(jiān)視中心，使得監(jiān)控人員能夠及時(shí)掌握線路及其周邊情況。
2、高壓輸電線路監(jiān)控系統(tǒng)
2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
高壓輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)視系統(tǒng)組成：在線監(jiān)測系統(tǒng)、內(nèi)部管理系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)視中心及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸四部分。各在線監(jiān)測分機(jī)使用超低功耗MSP430AFE232微處理器，采用GPRS/GSM數(shù)據(jù)通訊模塊，利用太陽能蓄電池供電，通過無線方式傳輸，同時(shí)系統(tǒng)對采集到的信號按照保護(hù)、隔離、濾波和放大的次序進(jìn)行一定的處理，最大程度的減小各種頻率的干擾，提升終端所獲信息的可信度。其中所監(jiān)測的信息分電氣量信息和非電氣量信息，而這兩種信息是采用不同的采集處理方式，各自傳輸通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸[3][4]。
2.1.1系統(tǒng)軟件 本系統(tǒng)軟件采用Acrel-3000電力監(jiān)控軟件，通過對運(yùn)行線路數(shù)據(jù)采集，按照實(shí)際需求自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)下載，通過后臺(tái)操作，以各種形式的“組態(tài)方式”進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)各種軟件模塊的簡單組態(tài)，完成監(jiān)控點(diǎn)的各項(xiàng)指標(biāo)。
2.1.2非電氣量的監(jiān)測 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測線路周圍環(huán)境、導(dǎo)線動(dòng)態(tài)、導(dǎo)線懸掛異物、導(dǎo)線濕溫度、塔材被盜、鐵塔鳥窩、覆冰狀況等數(shù)字化信息，并將抓拍圖片采集到的信息通過監(jiān)測裝置傳送到監(jiān)測監(jiān)視中心。
2.1.3電氣量采樣 本系統(tǒng)電氣量主要是監(jiān)測裝置里的電流感應(yīng)器對絕緣子表面的泄漏電流和局部放電脈沖進(jìn)行采樣，通過不間斷方式采集時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合同步時(shí)鐘裝置，將不同時(shí)間內(nèi)疊加在泄漏電流上的局部放電脈沖經(jīng)過門檻設(shè)定值記錄下來，并有一定的記憶能力。
2.2數(shù)據(jù)監(jiān)測儀原理
數(shù)據(jù)監(jiān)測儀裝置是在線連續(xù)采集、監(jiān)測輸電線路導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線舞動(dòng)、導(dǎo)線懸掛異物等非電氣量和絕緣子污穢泄漏電流的脈沖頻度、電流的峰值、泄漏電流波形等電氣量，并根據(jù)實(shí)際情況做出一定的動(dòng)作。
2.2.1采集數(shù)據(jù)的處理和傳輸 監(jiān)測到的各種非電氣量信號利用最新圖像和數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)壓縮后通過3G無線公網(wǎng)傳送到后臺(tái)監(jiān)測中心，再經(jīng)過解壓縮、圖像數(shù)據(jù)還真技術(shù)確保所傳送數(shù)據(jù)的真實(shí)性。監(jiān)測到的電氣量信號首先經(jīng)過濾波、過電壓、過電流保護(hù)技術(shù)處理，由通信屏蔽電纜引入到電氣量信號數(shù)據(jù)傳感器，然后對所傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行放大，再通過信號調(diào)理電路進(jìn)行一系列抗干擾處理后變換成電壓信號，通過GPRS/CDMA通道上傳到輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)視中心接受器，經(jīng)過高頻濾波處理和PGA增益放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，返回到信號的最初采樣值，確保電氣量信號的不失真。
2.2.2數(shù)據(jù)信號后臺(tái)處理 系統(tǒng)主機(jī)對傳輸來的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，并建立各自的數(shù)據(jù)庫，通過軟件自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行各自歷史數(shù)據(jù)對比分析，及時(shí)提出具體差異詳細(xì)信息，超過一定參值的發(fā)出報(bào)警。而報(bào)警條件由多種參量綜合判定，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，設(shè)定各電氣量報(bào)警參量，并細(xì)化為低、中、高三級報(bào)警。報(bào)警的等級即參量數(shù)值可根據(jù)日常實(shí)際工作情況進(jìn)行遠(yuǎn)程修改，并自動(dòng)建立輸電線路狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，提供全面查詢功能，永久保存所有報(bào)警記錄。
3、實(shí)例性試驗(yàn)及分析
3.1監(jiān)測設(shè)備及傳感器的安裝
在線監(jiān)測裝置固定在輸電線路鐵塔橫擔(dān)上，感應(yīng)電流傳感器安裝在絕緣子串接地端掛環(huán)處，確保不能影響絕緣子的絕緣水平，安裝的傳感器也不能改變原絕緣子串長、爬電比距和空氣間隙。
3.2主要技術(shù)指標(biāo)
名 稱 技術(shù)指標(biāo)
1 工作電壓 DC12V
2 功率 6W（瞬間最大：30W）
3 通信方式 3G/GPRS/EDGE/CDMA1X
4 泄漏電流測量范圍 100μA～700mA，測量精度為100μA
5 溫度測量范圍 -40℃～+120℃，準(zhǔn)確度：≤±0.5℃
6 相對濕度測量范圍 0～100%RH，準(zhǔn)確度：≤±3%RH
7 工作溫度范圍 -40℃～+85℃
8 防護(hù)等級 IP66
3.3試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及波形
3.3.1導(dǎo)線溫度在線監(jiān)測 通過對輸電線路24小時(shí)的不間斷監(jiān)測，從圖象不難看出導(dǎo)線溫度在一天時(shí)間內(nèi)發(fā)生著變化，溫度越低產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。
3.3.2絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測 從試驗(yàn)波形可以得知，絕緣子泄漏電流數(shù)據(jù)表明了其污穢水平，絕緣子污穢越嚴(yán)重，泄漏電流的變化越明顯。
3.3.3導(dǎo)線濕度隨大氣濕度變化圖 通過對導(dǎo)線的濕度進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測，數(shù)據(jù)顯示在早晨5、6點(diǎn)時(shí)期導(dǎo)線的濕度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也大。
4、結(jié)束語
對所研制的高壓輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)，其試驗(yàn)實(shí)測的數(shù)據(jù)清楚地反映出，線路的溫度、濕度和絕緣子污穢程度隨著周圍環(huán)境的變化而時(shí)刻變化著，試驗(yàn)取得了預(yù)期的效果，達(dá)到了研制的目的。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 智能變電站 一次設(shè)備 在線監(jiān)測
在我國智能變電站的建設(shè)中，將變壓器和開關(guān)等一次設(shè)備在線監(jiān)測以及故障分析作為變電站建設(shè)的重要技術(shù)研究，對于各種在線監(jiān)測系統(tǒng)的配置進(jìn)行技術(shù)和結(jié)構(gòu)分析。在研究中，將重點(diǎn)放在變壓器、斷路器和避雷器等在線監(jiān)測上，促進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)的全面升級。
1 在線監(jiān)測和智能診斷技術(shù)分析
電力工業(yè)的不斷發(fā)展促進(jìn)智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，隨著智能電網(wǎng)的逐步普及，智能變電站的應(yīng)用也相應(yīng)拓展，而且已經(jīng)成為新建變電站的主要形式。智能變電站擁有先進(jìn)的技術(shù)導(dǎo)則和智能設(shè)備，也具有可靠、集成、低碳、環(huán)保的特點(diǎn)。智能變電站的基本要求將全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)各種準(zhǔn)確信息的共享利用，通過先進(jìn)技術(shù)的提升作用，電網(wǎng)的設(shè)置逐步智能和優(yōu)化，可自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級功能，甚至實(shí)現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等的互動(dòng)，所以這些已經(jīng)對變電站的一次設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測提出更高要求。
一次設(shè)備的在線監(jiān)測功能在物理、化學(xué)和電氣等領(lǐng)域的特性較為明顯，通過采集、分析各種獲取的信息，對設(shè)備的實(shí)用性和周期進(jìn)行預(yù)測，可以及早判處故障，進(jìn)行預(yù)防性處理，為設(shè)備的后期檢修提供充足的依據(jù)。在變電站的智能建設(shè)方面，其設(shè)備和技術(shù)必須達(dá)到智能化要求，對獲取的信息進(jìn)行就地處理，檢查設(shè)備的自身安全狀況。智能變電站的一次設(shè)備在線監(jiān)測和診斷技術(shù)主要通過傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)，對采集的相關(guān)信息進(jìn)行分析和評估，促進(jìn)變電站智能化的健康發(fā)展。目前，符合我國智能電網(wǎng)建設(shè)需求的智能變電站的在線監(jiān)測和診斷系統(tǒng)改進(jìn)如下圖1。
2 變電站系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)和工作過程
在國家電網(wǎng)的智能化變電站的設(shè)計(jì)規(guī)范中，其監(jiān)測系統(tǒng)已達(dá)到IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)，并且利用先進(jìn)的通信技術(shù)建立變電站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。各種監(jiān)測系統(tǒng)的智能終端都是按照這一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的，可以實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)順利地傳輸和匯總，從而進(jìn)行及時(shí)的診斷分析。智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測的多功能結(jié)構(gòu)圖如下圖2。
智能變電站的在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種分層分布式的結(jié)構(gòu)，分為過程層、間隔層、站控層。過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，在過程層配備了現(xiàn)場采集單元和傳感器，并且已由一次設(shè)備的生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中安置于設(shè)備中，而現(xiàn)場采集單元?jiǎng)t需要按照不同的監(jiān)測功能進(jìn)行相應(yīng)的配置，從而完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護(hù)、計(jì)量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能。例如，變壓器的油中分為溶解氣體狀態(tài)和微水狀態(tài)的監(jiān)測單元，局部放電狀態(tài)單元和避雷器狀態(tài)監(jiān)測單元等等。各種現(xiàn)場監(jiān)測采集單元都會(huì)按照各類規(guī)定接入相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)子站。
在變電站的工作過程中，通過傳感器采集電力功能的相關(guān)元件的狀態(tài)信息，再利用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸形式傳送到現(xiàn)場采集單元。一般而言，在變電站的監(jiān)測現(xiàn)場，已經(jīng)安裝好了現(xiàn)場采集單元，將各種狀態(tài)參數(shù)上傳至監(jiān)測中心。監(jiān)測中心對各個(gè)監(jiān)測單元進(jìn)行管理，通過采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對各種電力功能元件進(jìn)行診斷，將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行融合建立一定的數(shù)據(jù)庫，作為檢修的數(shù)據(jù)管理依據(jù)。同時(shí)，保持和監(jiān)控后臺(tái)的聯(lián)系，如若出現(xiàn)各種故障，可以進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。
在全局的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，一次設(shè)備的狀態(tài)信號，可以進(jìn)行故障診斷和檢修。不僅可以充分利用綜合數(shù)據(jù)的信息數(shù)據(jù)，而且很多數(shù)據(jù)可以提供變電站自動(dòng)化系統(tǒng)使用，可以隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備的狀態(tài)信息，還可以提供開關(guān)和保護(hù)動(dòng)作等，為變電站的設(shè)備狀態(tài)預(yù)警提供支撐（如圖2）。
3 一次設(shè)備在線監(jiān)測裝置選取原則
在線監(jiān)測裝置的選取要遵循一定的原則，必須考慮現(xiàn)場的具體情況。首先，對于設(shè)備的使用壽命分析，在線監(jiān)測裝置的使用壽命必須比被監(jiān)測設(shè)備的使用壽命要長，其可靠性也要大于被監(jiān)測設(shè)備。其次，對于設(shè)備的監(jiān)測量也要進(jìn)行著重考慮，在線監(jiān)測裝置的監(jiān)測量要進(jìn)行慎重選擇，最好選擇高于電力設(shè)備故障率發(fā)生最高的狀態(tài)量并兼顧好數(shù)據(jù)同步性。在這個(gè)方面，可以采用避雷器來監(jiān)測其泄漏電流，效果也很好。緊接著，對于一次設(shè)備的重要負(fù)荷間的間隔也是監(jiān)測的重點(diǎn)。如果要全面監(jiān)測高壓或是超高壓的監(jiān)測設(shè)點(diǎn)，最少需要上百個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，這樣的設(shè)置成本過于高，不符合實(shí)際的變電站的設(shè)備要求。因而，在此環(huán)節(jié)，可以考慮對少數(shù)盆式絕緣子加強(qiáng)監(jiān)測，因?yàn)槠湟讓?dǎo)致絕緣故障。所以，具體問題進(jìn)行具體分析，重點(diǎn)監(jiān)測少數(shù)點(diǎn)就可以了。最后一個(gè)原則就是，在考慮成本方面，需要適當(dāng)選取測量精度，選取的精度過高也會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的成本增加。舉例來說，對于母線的溫度監(jiān)測，選擇的監(jiān)測精度可以低于0.5。
4 智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)方案
由系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)可知，對智能變電站的變壓器、斷路器以及避雷器等一次設(shè)備的狀態(tài)信息的在線監(jiān)測尤為關(guān)鍵，對于其設(shè)備的故障分析，可以得出其故障的原因和發(fā)展趨勢，進(jìn)而為預(yù)防和排除故障提供有效的建議。
4.1 變壓器在線監(jiān)測
變壓器的智能組件主要包括油氣相色譜在線監(jiān)測、油中溶解氣體及微水監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、本體及套管介損、壓力釋放、變壓器溫度在線監(jiān)測，接頭溫度的紅外監(jiān)測等等。其中，可對變壓器中的油中溶解氣體及微水監(jiān)測進(jìn)行具體分析。其監(jiān)測系統(tǒng)主要是采用的油色譜在線監(jiān)測，發(fā)揮著數(shù)據(jù)診斷、分析以及儲(chǔ)存的功能，而且采用通用的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和站內(nèi)主智能電子裝置IED進(jìn)行通信聯(lián)系。在色譜的分析原理中，一般采用負(fù)壓動(dòng)態(tài)頂空脫氣技術(shù)、高精度和高穩(wěn)定性的濕度傳感器，再根據(jù)所監(jiān)測的體積分?jǐn)?shù)來分析和判斷變壓器的運(yùn)行狀況。在變壓器的主IED中，可以進(jìn)行變壓器的過載能力估算，通過分析環(huán)境溫度、負(fù)荷以及繞組溫度等，建立變壓器負(fù)荷動(dòng)態(tài)智能監(jiān)測系統(tǒng)。
4.2 斷路器在線監(jiān)測
斷路器的智能組件主要是SF6微水和密度監(jiān)測、斷路器動(dòng)作特性在線監(jiān)測。斷路器的動(dòng)作特性監(jiān)測主要包括分合閘線圈電流波、時(shí)間以及綜合電流互感器二次傳感器采集的電流波形、數(shù)據(jù)。斷路器在線監(jiān)測終端將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，可以實(shí)現(xiàn)對動(dòng)作時(shí)間和速度的監(jiān)測、儲(chǔ)能電機(jī)工作工況監(jiān)測、開斷故障電流和負(fù)荷電流監(jiān)測。例如，斷路器的分合線圈是控制斷路器動(dòng)作的關(guān)鍵元件，可以通過其監(jiān)測多種分合閘電流波形和動(dòng)作時(shí)間。
4.3 避雷器在線監(jiān)測
避雷器在線監(jiān)測由智能監(jiān)測裝置執(zhí)行，采用DL/T 860《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)，其包括監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳輸單元組成，可集成為一體，亦可按功能分立組成。由一臺(tái)或多臺(tái)智能監(jiān)測裝置與上位機(jī)（或經(jīng)IED與上位機(jī)）可構(gòu)成避雷器智能監(jiān)測系統(tǒng)，其具有測量數(shù)字化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動(dòng)化等特征。
一般用于監(jiān)測10kV及以上的變電站內(nèi)一次設(shè)備末端泄漏電流和阻性電流的工作狀況，通過分析計(jì)算可以得出設(shè)備運(yùn)行時(shí)的等值電容、變化率以及介質(zhì)耗損，可以有效抑制電網(wǎng)的諧波干擾，反映真實(shí)的設(shè)備工況。
5 結(jié)語
由全文的分析可知，智能變電站是智能電網(wǎng)的核心部分，涵蓋10～1000kV電壓等級，它將信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數(shù)字化，提升了變壓器、斷路器、隔離開關(guān)和避雷器等一次設(shè)備的制造工藝要求，對電力設(shè)備智能化監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步，有很大的促進(jìn)作用和深遠(yuǎn)影響。我國的智能電網(wǎng)的建設(shè)已由試點(diǎn)運(yùn)行轉(zhuǎn)向全國推行使用，其可靠、集成、低碳、環(huán)保的特性具有很好的社會(huì)效益，可以實(shí)行一系列智能化的經(jīng)濟(jì)收益，提高用電的可靠性和安全性。在信息技術(shù)潮流推動(dòng)下，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)有了很好的發(fā)展保障，我國的智能變電站處于快速發(fā)展時(shí)期，需要從不斷的實(shí)踐中加強(qiáng)對一次設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測，促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的安全健康運(yùn)行。
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關(guān)鍵詞：輪對；在線檢測；地鐵；車輛段；應(yīng)用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.220
0 引言
輪對是地鐵車輛的重要部件，對檢修要求很高，需要經(jīng)常檢查、測量和修正。傳統(tǒng)的輪對踏面幾何形狀與磨耗量測量均由人工使用車輪輪廓檢測儀在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行逐一測量，工作效率低、測量精度差、而且測量結(jié)果受人為因素影響很大，很難滿足輪對檢測快速準(zhǔn)確的要求。
1 功能
車輛輪對尺寸檢測：當(dāng)列車以5～70km/h速度運(yùn)行通過時(shí)，能準(zhǔn)確檢測出輪對輪緣厚度、輪緣高度、踏面形狀、車輪直徑、車輪內(nèi)側(cè)距、車輪不圓度；對檢測出的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析、整理，繪制出踏面完整的輪廓曲線，并與標(biāo)準(zhǔn)錐形踏面（TB/T1967-87）、LM型磨耗形踏面（TB/T449-2003）及其它踏面形狀進(jìn)行比較，對超限檢測數(shù)據(jù)具有聲光報(bào)警并能根據(jù)超限程度進(jìn)行分級報(bào)警。
車輪踏面缺陷檢測：當(dāng)列車以5～70km/h速度運(yùn)行通過時(shí)能準(zhǔn)確的對整個(gè)車輪的踏面缺陷（剝離、擦傷）進(jìn)行檢測并對平輪故障進(jìn)行報(bào)警。車號識(shí)別功能：能準(zhǔn)確識(shí)別列車車號，滿足輪對尺寸檢測子系統(tǒng)、車輪踏面缺陷檢測子系統(tǒng)、車輛軸溫檢測子系統(tǒng)對列車車號的信息需求，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤、統(tǒng)計(jì)、分析。車輛溫度檢測：能準(zhǔn)確檢測出列車車下的環(huán)境溫度、電氣箱溫度、空壓機(jī)（活塞式）溫度、軸箱溫度、齒輪箱溫度、聯(lián)軸節(jié)溫度、牽引電機(jī)溫度、車輛軸承溫度，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、記錄、顯示、打印，在檢測數(shù)據(jù)超限時(shí)進(jìn)行聲、光報(bào)警。受電弓在線檢測：實(shí)現(xiàn)電弓關(guān)鍵特性參數(shù)的動(dòng)態(tài)自動(dòng)檢測和車頂異物及關(guān)鍵部件狀態(tài)的可視化觀測。
2 原理
輪對尺寸在線檢測功能主要由安裝在軌道下方傳感器實(shí)現(xiàn)，傳感器根據(jù)檢測需要分別安裝在軌道內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其中一種布置形式見圖1。
檢測設(shè)備的總體架構(gòu)由軌邊傳感器、探測站設(shè)備、復(fù)示系統(tǒng)組成。軌邊傳感器分別安裝在輪對尺寸測量區(qū)、輪對擦傷測量區(qū)、車輛溫度探測和車號識(shí)別測量區(qū)。列車進(jìn)入不同測量區(qū)，系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)、判別等工作，列車完全通過檢測區(qū)時(shí)，系統(tǒng)完成檢測工作，形成過車報(bào)文，與復(fù)示系統(tǒng)通信。復(fù)示站管理多個(gè)探測站，通過交換機(jī)連接。復(fù)示站與探測站使用Tcp/Ip協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。復(fù)示站的數(shù)據(jù)通過交換機(jī)進(jìn)入到地鐵公司局域網(wǎng)內(nèi)，部門終端通過局域網(wǎng)訪問檢測數(shù)據(jù)。
3 應(yīng)用實(shí)例
3.1 天津?yàn)I海輕軌線胡家園車輛段
天津?yàn)I海輕軌線胡家園車輛段于2003年在國內(nèi)首次引進(jìn)了多功能車輪輪緣踏面自動(dòng)化動(dòng)態(tài)檢測和加工成套設(shè)備。該套設(shè)備作為不落輪鏇床的前置工序，將中央計(jì)算機(jī)站、車輪數(shù)據(jù)庫、自動(dòng)化檢測系統(tǒng)和不落輪鏇床組成一個(gè)車輪檢修系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)動(dòng)態(tài)檢測輪緣踏面幾何形狀和踏面缺損狀態(tài)，使得檢測一列4輛編組列車（32個(gè)車輪）的輪緣踏面技術(shù)狀態(tài)僅需幾分鐘時(shí)間，檢測精度由工程測量的0.5mm控制到0.2 mm范圍內(nèi)。
3.2 廣州地鐵1號線芳村車輛段
廣州地鐵 2000年開始車輛在線檢測系統(tǒng)的研究，在2005年開發(fā)出“廣州地鐵 1 號線車輛在線安全檢測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)在10～80 km/h的行駛速度中，能自動(dòng)判別列車運(yùn)行方向、識(shí)別列車車號、測速和計(jì)輛計(jì)軸，系統(tǒng)利用現(xiàn)有地鐵內(nèi)部電話線路和網(wǎng)絡(luò)線路，最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享，公司內(nèi)部授權(quán)用戶能方便地瀏覽和下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
4 輪對在線檢測裝置工藝設(shè)計(jì)
輪對在線檢測裝置的工藝設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：輪對在線檢測棚宜設(shè)在車輛段入段咽喉區(qū)的直線段處主要由檢測棚（見圖2）和現(xiàn)場設(shè)備間組成。檢測設(shè)備布置在檢測棚內(nèi)，線路平直，無軌道接頭，并采用整體道床，長度滿足設(shè)備安裝要求；檢測棚需考慮避雷及接地?，F(xiàn)場設(shè)備間設(shè)在基本檢測單元旁，由空壓機(jī)間和設(shè)備間組成，設(shè)備間內(nèi)布置現(xiàn)場控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，需安裝活動(dòng)防靜電地板，并考慮機(jī)械通風(fēng)；現(xiàn)場設(shè)備間到設(shè)備遠(yuǎn)程控制室預(yù)埋6芯單模光纜，控制室設(shè)在DCC（車輛段控制中心）內(nèi)，包括操作控制臺(tái)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)綜合分析及管理軟件、數(shù)據(jù)及信號傳輸系統(tǒng)等。
5 結(jié)語
輪對在線檢測裝置建成應(yīng)用的尚屬少數(shù)，因其檢測精度高、數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確、維修方便，提高了列車運(yùn)用檢修效率，更好的保證列車運(yùn)行質(zhì)量和安全性，已成為車輛段車輛檢修中的重要工藝設(shè)備，今后會(huì)越來越多的應(yīng)用于車輛輪對檢修中。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙菊靜，范忠勝，方鳴.多功能車輪輪緣踏面自動(dòng)化動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2007（03）：5-7.
【關(guān)鍵詞】塵埃粒子計(jì)數(shù)器 潔凈室 在線監(jiān)測 風(fēng)險(xiǎn)評估
為了滿足GMP規(guī)范，用于制藥生產(chǎn)的潔凈室需要符合相應(yīng)的等級要求。所以這些無菌生產(chǎn)的環(huán)境需要嚴(yán)格的監(jiān)測以確保生產(chǎn)過程的可控性。需要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測的環(huán)境一般安裝一套塵埃粒子監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：控制界面、控制設(shè)備、粒子計(jì)數(shù)器、氣管、真空系統(tǒng)和軟件等。在每一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域都裝有一個(gè)連續(xù)測量的粒子計(jì)數(shù)器，通過工作站電腦激發(fā)指令對每個(gè)區(qū)域進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測采樣，監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳給工作站電腦，電腦接收到這些數(shù)據(jù)可以顯示和出具報(bào)告給操作者。塵埃粒子在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測位置、數(shù)量的選擇都應(yīng)基于風(fēng)險(xiǎn)評估研究，要求覆蓋到所有的關(guān)鍵區(qū)。
1 粒子監(jiān)測的規(guī)則
所有使用無菌工藝生產(chǎn)的無菌藥品和生物制品必須遵循現(xiàn)行版藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）。在美國這些規(guī)范由美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）制定為21號聯(lián)邦法規(guī)（21 CFR）的210和211部分。在歐盟這些規(guī)范由歐盟制定為藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，附錄1“無菌藥品生產(chǎn)”。 由ISO/TC209潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境計(jì)數(shù)委員會(huì)提出的ISO 14644-1是潔凈室污染等級定義/分級的國際標(biāo)準(zhǔn)。制藥公司生產(chǎn)的產(chǎn)品因此必須證明藥品在發(fā)行到市場及最終用戶之前的每個(gè)步驟都是遵從法規(guī)來執(zhí)行的。
為滿足所需的要求，確保在一個(gè)可控的環(huán)境中生產(chǎn)產(chǎn)品。潔凈室的建立主要用于污染控制，減少潛在生產(chǎn)環(huán)境的變化，潔凈室的設(shè)計(jì)必須符合相應(yīng)的潔凈度要求，包括達(dá)到“靜態(tài)”和“動(dòng)態(tài)”的標(biāo)準(zhǔn)。GMP規(guī)范要求，同時(shí)針對于微生物和非微生物污染，必須嚴(yán)格監(jiān)測這些環(huán)境來確保當(dāng)前環(huán)境條件的完整性及持續(xù)可見性，盡可能降低產(chǎn)品或所處理的物料被微?；蛭⑸镂廴镜娘L(fēng)險(xiǎn)。
2 潔凈室粒子計(jì)數(shù)的三種測量階段
（1）建成：服務(wù)連接和服務(wù)功能完備的房間，但設(shè)施內(nèi)沒有生產(chǎn)設(shè)備和人員。
（2）靜態(tài)：所有的服務(wù)已連接的條件，設(shè)備已經(jīng)安裝并在一個(gè)約定的方式下運(yùn)行，但沒有人員在場。
（3）動(dòng)態(tài)：所有設(shè)備已經(jīng)安裝并以制定的形式運(yùn)行，有指定數(shù)量的人員在場，并以制定的流程工作。
3 關(guān)鍵區(qū)域
在無菌原料操作區(qū)域是非常關(guān)鍵的，因?yàn)榈漠a(chǎn)品很容易受到污染，并且隨后在其直接接觸容器中不能被滅菌。為了保持產(chǎn)品的無菌性，將無菌操作環(huán)境（例如設(shè)備放置、灌裝）控制并維持在適當(dāng)質(zhì)量水平是必要的。環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)方面是空氣的微粒含量。粒子數(shù)是非常重要的，因?yàn)樗鼈兛梢宰鳛橐环N外源性污染物進(jìn)入一個(gè)產(chǎn)品，也可以作為微生物的載體來產(chǎn)生生物污染。適當(dāng)設(shè)計(jì)的空氣處理系統(tǒng)可將關(guān)鍵區(qū)域的微粒含量減至最少。
FDA推薦，關(guān)鍵區(qū)域的空氣潔凈度的確認(rèn)測量應(yīng)在對于暴露的滅菌產(chǎn)品、容器和密封包最具潛在風(fēng)險(xiǎn)的位置進(jìn)行。粒子計(jì)數(shù)采樣頭應(yīng)放置于最有意義的采樣位置。在每個(gè)生產(chǎn)周期中應(yīng)定期監(jiān)測。同時(shí)FDA推薦，非微生物顆粒監(jiān)測使用遠(yuǎn)程計(jì)數(shù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能采集更全面的數(shù)據(jù)，且比便攜式粒子計(jì)數(shù)器產(chǎn)生更小的侵害。
粒子測量是基于使用離散空氣粒子計(jì)數(shù)器來測量大于等于指定粒徑的粒子濃度。一個(gè)持續(xù)測量系統(tǒng)應(yīng)用來測量A級區(qū)域的粒子濃度，在B級圍繞區(qū)域也推薦使用。對于常規(guī)測試，A級和B級區(qū)域總采樣體積量不應(yīng)小于1立方米。
4 監(jiān)測點(diǎn)安裝選擇模擬測試
模擬實(shí)際生產(chǎn)過程（如藥品灌裝），在選定的關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)通過對各候選粒子采樣點(diǎn)位的測量結(jié)果，確定塵埃粒子計(jì)數(shù)器采樣頭的安裝位置。首先進(jìn)行靜態(tài)模擬測試，以證明接下來的生產(chǎn)（灌裝）模擬測試是在一個(gè)合格的基礎(chǔ)環(huán)境下進(jìn)行的。然后進(jìn)行動(dòng)態(tài)生產(chǎn)模擬測試，將產(chǎn)生支持性數(shù)據(jù)，最終確定每個(gè)關(guān)鍵區(qū)域內(nèi)的塵埃粒子采樣點(diǎn)位。
4.1確定關(guān)鍵區(qū)域
列出無菌生產(chǎn)區(qū)域藥品或滅菌容器容易暴露的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)（A級或B級）。對放置粒子計(jì)數(shù)器的監(jiān)測點(diǎn)的位置、選擇原因應(yīng)依據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)的分析。其中A級區(qū)為高風(fēng)險(xiǎn)操作區(qū)，如：灌裝區(qū)、放置膠塞桶和與無菌制劑直接接觸的敞口包裝容器的區(qū)域及無菌裝配或連接操作的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)用單向流操作臺(tái)（罩）維持該區(qū)的環(huán)境狀態(tài)。B級區(qū)通常為無菌配置和灌裝等高風(fēng)險(xiǎn)操作A級潔凈區(qū)所處的背景區(qū)域。對于B級區(qū)是否需要粒子監(jiān)測系統(tǒng)，則取決于B級區(qū)和A級區(qū)之間是否存在明顯的隔斷。
而非關(guān)鍵區(qū)（C級或D級）不需要進(jìn)行對塵埃粒子的連續(xù)監(jiān)測。C級和D級區(qū)域指無菌藥品生產(chǎn)過程中重要程度較低操作步驟的潔凈區(qū)。因?yàn)檫@些區(qū)域?qū)儆诘惋L(fēng)險(xiǎn)區(qū)，可以通過使用便攜式的粒子計(jì)數(shù)器來完成日常的監(jiān)測。
中國2010版GMP附錄1對各級別空氣塵埃粒子標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表1。
表1 不同潔凈級別塵埃粒子標(biāo)準(zhǔn)
潔凈度級別 懸浮粒子最大允許數(shù)/立方米
靜態(tài) 動(dòng)態(tài)
≥0.5μm ≥5.0μm ≥0.5μm ≥5.0μm
A級 3520 20 3520 20
B級 3520 29 352000 2900
C級 352000 2900 3520000 29000
D級 3520000 29000 不作規(guī)定 不作規(guī)定
4.2靜態(tài)模擬測試
在模擬動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過程測試進(jìn)行之前應(yīng)進(jìn)行靜態(tài)模擬測試，以確認(rèn)各關(guān)鍵區(qū)域的環(huán)境粒子級別是否在規(guī)定的范圍以內(nèi)。如果測試數(shù)據(jù)表明環(huán)境粒子級別超過該區(qū)域應(yīng)有的（設(shè)定的）級別，則說明該區(qū)域環(huán)境已遭到污染，應(yīng)在模擬生產(chǎn)過程之前先解決環(huán)境污染問題。
在靜態(tài)環(huán)境下，分別在各關(guān)鍵區(qū)域中心正上方25cm處，用采樣流量為100L每分鐘的便攜式粒子計(jì)數(shù)器連續(xù)采集10分鐘，將最后結(jié)果與中國2010版 GMP附錄1的要求比對，如果結(jié)果符合該點(diǎn)設(shè)計(jì)等級要求的靜態(tài)環(huán)境下塵埃粒子最大允許數(shù)，則此關(guān)鍵點(diǎn)的靜態(tài)環(huán)境通過測試。需注意在確認(rèn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用采樣管較短的便攜式塵埃粒子計(jì)數(shù)器，避免≥5.0μm塵埃粒子在長采樣管中沉降。
4.3動(dòng)態(tài)生產(chǎn)模擬測試
關(guān)鍵區(qū)域靜態(tài)環(huán)境測試合格之后，開始動(dòng)態(tài)生產(chǎn)模擬測試。完全模擬生產(chǎn)過程，確認(rèn)潔凈室無菌工作現(xiàn)場的環(huán)境良好，無噴灑、清潔、消毒等影響粒子計(jì)數(shù)器運(yùn)行的操作，對各關(guān)鍵區(qū)域中分別選擇若干可行的在線粒子采樣候選點(diǎn)位，然后使用便攜式粒子計(jì)數(shù)器進(jìn)行模擬測量。
對候選點(diǎn)位的確定建議參考以下原則：
（1）ISO 14644-1 規(guī)范說明：對于單向流潔凈室，采樣口應(yīng)對著氣流方向；對于非單向流潔凈室，采樣口宜朝上，采樣口處的采樣速度均應(yīng)盡可能接近室內(nèi)氣流速度；
（2）GMP原則：采樣頭應(yīng)安裝在接近工作高度和產(chǎn)品暴露處；
（3）采樣位置不會(huì)影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)不會(huì)影響到生產(chǎn)過程中的人員正常操作，避免影響物流通道
（4）采樣位置不會(huì)因產(chǎn)品本身產(chǎn)生粒子或滴液引起大的計(jì)數(shù)誤差，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)超過限定值，并且不會(huì)對粒子傳感器造成損害；
（5）采樣位置應(yīng)具備安裝可能性；
（6）采樣位置選在關(guān)鍵點(diǎn)水平面以上，距離關(guān)鍵點(diǎn)不應(yīng)超過30cm，特殊位置如有藥液飛濺或溢出，導(dǎo)致模擬生產(chǎn)狀況下測量數(shù)據(jù)結(jié)果超出該等級區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，可將垂直方向的距離限制適當(dāng)放寬，但不宜超過50cm；
（7）應(yīng)盡量避免將采樣位置放于容器經(jīng)過的正上方，以免引起容器上方空氣不足和產(chǎn)生擾流。
確定了所有候選點(diǎn)位后，在模擬生產(chǎn)環(huán)境的條件下，用采樣流量為100L每分鐘的便攜式粒子計(jì)數(shù)器在各關(guān)鍵區(qū)域的各候選點(diǎn)位進(jìn)行10分鐘的采樣，并對所有點(diǎn)位的塵埃粒子采樣數(shù)據(jù)記錄。對同一區(qū)域的多個(gè)候選點(diǎn)位的采樣結(jié)果進(jìn)行對比分析，找出高風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測點(diǎn)，從而確定該點(diǎn)為最終的塵埃粒子監(jiān)測點(diǎn)采樣頭安裝位置。
5 結(jié)語
本文主要闡述了通過一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評估的方法，確定潔凈室在線塵埃粒子監(jiān)測系統(tǒng)粒子計(jì)數(shù)器采樣頭的安裝位置。首先依據(jù)生產(chǎn)工藝確認(rèn)無菌生產(chǎn)廠房潔凈室中的關(guān)鍵區(qū)域，即識(shí)別產(chǎn)品生產(chǎn)過程中容易被污染的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。然后對各個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行靜態(tài)模擬測試，確認(rèn)各區(qū)域符合其應(yīng)保持的潔凈度級別，證明環(huán)境沒有受到污染。最后在每個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分別選取若干候選點(diǎn)位進(jìn)行動(dòng)態(tài)生產(chǎn)模擬測試，選出環(huán)境最差點(diǎn)，即高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的高風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測點(diǎn)，將其確定為粒子計(jì)數(shù)器采樣頭的最終安裝位置。
該方法通過一系列測試對監(jiān)測點(diǎn)位的選擇提供了數(shù)據(jù)支持，選出的塵埃粒子監(jiān)測點(diǎn)具有代表性，通過系統(tǒng)連續(xù)的在線監(jiān)測，能夠較好的反應(yīng)潔凈室真實(shí)的環(huán)境狀態(tài)，降低了無菌藥品和生物制品被微?；蛭⑸镂廴镜娘L(fēng)險(xiǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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