基于WinCE高壓開關(guān)柜智能斷路器iCB900數(shù)據(jù)采集的論文
0 引言
隨著科技進(jìn)步，智能電網(wǎng)技術(shù)不斷深入到輸電、配電行業(yè)，智能高壓開關(guān)柜是智能電網(wǎng)中重要的設(shè)備，在智能開關(guān)柜子通斷電時(shí)，需要及時(shí)監(jiān)測重要的電氣參數(shù)，以便于輸配電企業(yè)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便更好地為輸、配電服務(wù)。
1 問題的提出
在高壓開關(guān)柜控制系統(tǒng)中，斷路器具有極其重要的作用，為了達(dá)到高效滅弧的目的，高壓開關(guān)柜中斷路器合閘、分閘等操作往往在極短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)動(dòng)作。高壓開關(guān)柜在儲能、合閘、分閘等操作中需要采集如儲能電機(jī)電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程及分閘行程等重要參數(shù)，這些參數(shù)的好壞將會直接影響到設(shè)備的工作性能，因此，在實(shí)際工作中，往往需要將這些參數(shù)繪制成曲線顯示在屏幕上。如何采集斷路器各項(xiàng)參數(shù)及繪制性能曲線是本文的重點(diǎn)。
2 斷路器數(shù)據(jù)采集
在高壓開關(guān)柜控制系統(tǒng)中，常常采用模塊化設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊之間通信采用RS-485方式連接在一起，這些模塊稱為IED設(shè)備。高壓開關(guān)柜中最重要的控制模塊莫過于斷路器模塊，下面我們以河南森海iCB-900型斷路器為例，詳細(xì)介紹斷路器數(shù)據(jù)采集過程。
iCB-900型斷路器是目前市面上比較新型的斷路器，該斷路器采用先進(jìn)的DSP芯片作處理器，外加高速ADC，可以高速采集如存儲能電機(jī)電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程參數(shù)、分閘行程參數(shù)等重要數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)往往具有突發(fā)性和偶然性。一旦發(fā)生，往往是極短時(shí)間內(nèi)需要高速采集，所以一般的CPU很難勝任，所以一般以高速DSP作為處理器，采用高速的ADC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后將這些數(shù)據(jù)以文件的方式存放在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里，等待上層IED或上位機(jī)系統(tǒng)及時(shí)取走。
iCB-900斷路器采用RS-485通信，波特率9600pbs，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)，這種通信方式是典型的`半雙工通信方式，通信雙方采用主（Master）/從（Slave）模式，工作方式為主設(shè)備輪詢從設(shè)備，從設(shè)備收到輪詢指令后，先判斷是否是與本機(jī)的地址相同，如果相同則將本機(jī)數(shù)據(jù)封包上傳，否則不予理會。這種輪詢方式對于周期性數(shù)據(jù)，如各種狀態(tài)信息比較有效；而對于非周期性數(shù)據(jù)如：儲能電機(jī)電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程參數(shù)、分閘行程參數(shù)等突發(fā)性數(shù)據(jù)上傳就比較困難了。因此在工程實(shí)踐中往往需要把這種具有突發(fā)性、偶然性數(shù)據(jù)單獨(dú)封裝成一個(gè)一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)包，但是這種數(shù)據(jù)又無法主動(dòng)上傳給上位機(jī)或上層IED設(shè)備。在工程為了可靠起見，常常采用類似信令的工作方式，在信令中規(guī)定某幾位用于指示不同的數(shù)據(jù)包，當(dāng)上位機(jī)或上層IED設(shè)備輪詢的時(shí)候，將該信令以狀態(tài)的方式封裝在周期性狀態(tài)數(shù)據(jù)包中，當(dāng)采集到這些突發(fā)性數(shù)據(jù)時(shí)，將該信令對應(yīng)的數(shù)據(jù)位置1，通知上位機(jī)或上層IED設(shè)備，上位機(jī)或IED設(shè)備將以不同的指令及時(shí)從緩沖區(qū)中讀取對應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，當(dāng)上位機(jī)或上層IED設(shè)備收到該數(shù)據(jù)文件后，向叢機(jī)設(shè)備發(fā)送一個(gè)應(yīng)答數(shù)據(jù)包，同時(shí)將該數(shù)據(jù)寫入到上位機(jī)或上層IED設(shè)備數(shù)據(jù)庫中；并且將該數(shù)據(jù)以曲線的方式顯示到繪圖模塊中，方便用戶及時(shí)查看。
對于周期性數(shù)據(jù)如狀態(tài)數(shù)據(jù)、累計(jì)合閘次數(shù)、累計(jì)分閘次數(shù)、累計(jì)儲能電機(jī)次數(shù)、累計(jì)開斷電流、當(dāng)前開斷電流等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)存放在不同的緩沖區(qū)里，參見iCB-900數(shù)據(jù)地址表1。該數(shù)據(jù)與狀態(tài)信息及信令信息一起上傳，上層IED設(shè)備收到這些信息后，及時(shí)刷新斷路器狀態(tài)欄，以方便用戶及時(shí)了解設(shè)備工作狀態(tài)。
3 曲線繪制
斷路器需要檢測的數(shù)據(jù)比較多，在工作過程中，常常需要監(jiān)測儲能電機(jī)電流數(shù)據(jù)、分閘線圈電流數(shù)據(jù)、合閘線圈電流數(shù)據(jù)、分閘行程數(shù)據(jù)、合閘行程數(shù)據(jù)、為了方便顯示用戶查詢數(shù)據(jù)，在人機(jī)界面分別設(shè)計(jì)5個(gè)功能按鈕。
4 改進(jìn)措施
需要做的改進(jìn)措施主要有四點(diǎn)：
（1）實(shí)際上iCB-900斷路器采集的有效數(shù)據(jù)點(diǎn)僅僅87個(gè)，為了方便繪制圖形往需要補(bǔ)足101個(gè)點(diǎn)。
（2）為了實(shí)現(xiàn)程序功能，在程序設(shè)計(jì)過程中自定義了C2DGraphS類專門實(shí)現(xiàn)圖像繪制功能，本程序中直接引用該類實(shí)現(xiàn)圖像繪制功能。
（3）為了方便用戶查詢數(shù)據(jù)，在WinCE系統(tǒng)中集成了SQLCE數(shù)據(jù)庫，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，將數(shù)據(jù)寫入庫中，用戶可以及時(shí)查詢歷史曲線，方便了解系統(tǒng)的工作性能。
（4）為了方便在同一個(gè)模塊上繪制曲線，我們將繪圖曲線規(guī)格化，然后以自適應(yīng)方式繪制曲線。
5 結(jié)論
該程序在35kV智能開關(guān)柜遠(yuǎn)程控制項(xiàng)目中測試通過，在實(shí)際運(yùn)行過程中，目前程序運(yùn)行正常。實(shí)踐證明這種方法在iCB-900斷路器數(shù)據(jù)采集和性能曲線繪制效果非常理想。
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