基於WinCE高壓開關櫃智能斷路器iCB900數據採集的論文

0 引言

隨着科技進步，智能電網技術不斷深入到輸電、配電行業，智能高壓開關櫃是智能電網中重要的設備，在智能開關櫃子通斷電時，需要及時監測重要的電氣參數，以便於輸配電企業及時瞭解設備的運行狀態，以便更好地為輸、配電服務。

1 問題的提出

在高壓開關櫃控制系統中，斷路器具有極其重要的作用，為了達到高效滅弧的目的，高壓開關櫃中斷路器合閘、分閘等操作往往在極短的時間內完成整個動作。高壓開關櫃在儲能、合閘、分閘等操作中需要採集如儲能電機電流、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，這些參數的好壞將會直接影響到設備的工作性能，因此，在實際工作中，往往需要將這些參數繪製成曲線顯示在屏幕上。如何採集斷路器各項參數及繪製性能曲線是本文的重點。

2 斷路器數據採集

在高壓開關櫃控制系統中，常常採用模塊化設計理念進行設計，各個模塊之間通信採用RS-485方式連接在一起，這些模塊稱為IED設備。高壓開關櫃中最重要的控制模塊莫過於斷路器模塊，下面我們以河南森海iCB-900型斷路器為例，詳細介紹斷路器數據採集過程。

iCB-900型斷路器是目前市面上比較新型的斷路器，該斷路器採用先進的DSP芯片作處理器，外加高速ADC，可以高速採集如存儲能電機電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程參數、分閘行程參數等重要數據，這些數據往往具有突發性和偶然性。一旦發生，往往是極短時間內需要高速採集，所以一般的CPU很難勝任，所以一般以高速DSP作為處理器，採用高速的ADC進行數據採集，然後將這些數據以文件的方式存放在數據緩衝區裏，等待上層IED或上位機系統及時取走。

iCB-900斷路器採用RS-485通信，波特率9600pbs，8位數據位，1位停止位，無奇偶校驗，這種通信方式是典型的半雙工通信方式，通信雙方採用主（Master）/從（Slave）模式，工作方式為主設備輪詢從設備，從設備收到輪詢指令後，先判斷是否是與本機的地址相同，如果相同則將本機數據封包上載，否則不予理會。這種輪詢方式對於週期性數據，如各種狀態信息比較有效；而對於非週期性數據如：儲能電機電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程參數、分閘行程參數等突發性數據上載就比較困難了。因此在工程實踐中往往需要把這種具有突發性、偶然性數據單獨封裝成一個一個獨立的數據包，但是這種數據又無法主動上載給上位機或上層IED設備。在工程為了可靠起見，常常採用類似信令的工作方式，在信令中規定某幾位用於指示不同的`數據包，當上位機或上層IED設備輪詢的時候，將該信令以狀態的方式封裝在週期性狀態數據包中，當採集到這些突發性數據時，將該信令對應的數據位置1，通知上位機或上層IED設備，上位機或IED設備將以不同的指令及時從緩衝區中讀取對應的數據文件，當上位機或上層IED設備收到該數據文件後，向叢機設備發送一個應答數據包，同時將該數據寫入到上位機或上層IED設備數據庫中；並且將該數據以曲線的方式顯示到繪圖模塊中，方便用户及時查看。

對於週期性數據如狀態數據、累計合閘次數、累計分閘次數、累計儲能電機次數、累計開斷電流、當前開斷電流等數據，這些數據存放在不同的緩衝區裏，參見iCB-900數據地址表1。該數據與狀態信息及信令信息一起上載，上層IED設備收到這些信息後，及時刷新斷路器狀態欄，以方便用户及時瞭解設備工作狀態。

3 曲線繪製

斷路器需要檢測的數據比較多，在工作過程中，常常需要監測儲能電機電流數據、分閘線圈電流數據、合閘線圈電流數據、分閘行程數據、合閘行程數據、為了方便顯示用户查詢數據，在人機界面分別設計5個功能按鈕。

4 改進措施

需要做的改進措施主要有四點：

（1）實際上iCB-900斷路器採集的有效數據點僅僅87個，為了方便繪製圖形往需要補足101個點。

（2）為了實現程序功能，在程序設計過程中自定義了C2DGraphS類專門實現圖像繪製功能，本程序中直接引用該類實現圖像繪製功能。

（3）為了方便用户查詢數據，在WinCE系統中集成了SQLCE數據庫，通過相應的數據接口，將數據寫入庫中，用户可以及時查詢歷史曲線，方便了解系統的工作性能。

（4）為了方便在同一個模塊上繪製曲線，我們將繪圖曲線規格化，然後以自適應方式繪製曲線。

5 結論

該程序在35kV智能開關櫃遠程控制項目中測試通過，在實際運行過程中，目前程序運行正常。實踐證明這種方法在iCB-900斷路器數據採集和性能曲線繪製效果非常理想。

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