基于WinCE高压开关柜智能断路器iCB900数据采集的论文

0 引言

随着科技进步，智能电网技术不断深入到输电、配电行业，智能高压开关柜是智能电网中重要的设备，在智能开关柜子通断电时，需要及时监测重要的电气参数，以便于输配电企业及时了解设备的运行状态，以便更好地为输、配电服务。

1 问题的提出

在高压开关柜控制系统中，断路器具有极其重要的作用，为了达到高效灭弧的目的，高压开关柜中断路器合闸、分闸等操作往往在极短的时间内完成整个动作。高压开关柜在储能、合闸、分闸等操作中需要采集如储能电机电流、合闸线圈电流、分闸线圈电流、合闸行程及分闸行程等重要参数，这些参数的好坏将会直接影响到设备的工作性能，因此，在实际工作中，往往需要将这些参数绘制成曲线显示在屏幕上。如何采集断路器各项参数及绘制性能曲线是本文的重点。

2 断路器数据采集

在高压开关柜控制系统中，常常采用模块化设计理念进行设计，各个模块之间通信采用RS-485方式连接在一起，这些模块称为IED设备。高压开关柜中最重要的控制模块莫过于断路器模块，下面我们以河南森海iCB-900型断路器为例，详细介绍断路器数据采集过程。

iCB-900型断路器是目前市面上比较新型的断路器，该断路器采用先进的DSP芯片作处理器，外加高速ADC，可以高速采集如存储能电机电流、合闸线圈电流、分闸线圈电流、合闸行程参数、分闸行程参数等重要数据，这些数据往往具有突发性和偶然性。一旦发生，往往是极短时间内需要高速采集，所以一般的CPU很难胜任，所以一般以高速DSP作为处理器，采用高速的ADC进行数据采集，然后将这些数据以文件的方式存放在数据缓冲区里，等待上层IED或上位机系统及时取走。

iCB-900断路器采用RS-485通信，波特率9600pbs，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，这种通信方式是典型的半双工通信方式，通信双方采用主（Master）/从（Slave）模式，工作方式为主设备轮询从设备，从设备收到轮询指令后，先判断是否是与本机的地址相同，如果相同则将本机数据封包上传，否则不予理会。这种轮询方式对于周期性数据，如各种状态信息比较有效；而对于非周期性数据如：储能电机电流、合闸线圈电流、分闸线圈电流、合闸行程参数、分闸行程参数等突发性数据上传就比较困难了。因此在工程实践中往往需要把这种具有突发性、偶然性数据单独封装成一个一个独立的'数据包，但是这种数据又无法主动上传给上位机或上层IED设备。在工程为了可靠起见，常常采用类似信令的工作方式，在信令中规定某几位用于指示不同的数据包，当上位机或上层IED设备轮询的时候，将该信令以状态的方式封装在周期性状态数据包中，当采集到这些突发性数据时，将该信令对应的数据位置1，通知上位机或上层IED设备，上位机或IED设备将以不同的指令及时从缓冲区中读取对应的数据文件，当上位机或上层IED设备收到该数据文件后，向丛机设备发送一个应答数据包，同时将该数据写入到上位机或上层IED设备数据库中；并且将该数据以曲线的方式显示到绘图模块中，方便用户及时查看。

对于周期性数据如状态数据、累计合闸次数、累计分闸次数、累计储能电机次数、累计开断电流、当前开断电流等数据，这些数据存放在不同的缓冲区里，参见iCB-900数据地址表1。该数据与状态信息及信令信息一起上传，上层IED设备收到这些信息后，及时刷新断路器状态栏，以方便用户及时了解设备工作状态。

3 曲线绘制

断路器需要检测的数据比较多，在工作过程中，常常需要监测储能电机电流数据、分闸线圈电流数据、合闸线圈电流数据、分闸行程数据、合闸行程数据、为了方便显示用户查询数据，在人机界面分别设计5个功能按钮。

4 改进措施

需要做的改进措施主要有四点：

（1）实际上iCB-900断路器采集的有效数据点仅仅87个，为了方便绘制图形往需要补足101个点。

（2）为了实现程序功能，在程序设计过程中自定义了C2DGraphS类专门实现图像绘制功能，本程序中直接引用该类实现图像绘制功能。

（3）为了方便用户查询数据，在WinCE系统中集成了SQLCE数据库，通过相应的数据接口，将数据写入库中，用户可以及时查询历史曲线，方便了解系统的工作性能。

（4）为了方便在同一个模块上绘制曲线，我们将绘图曲线规格化，然后以自适应方式绘制曲线。

5 结论

该程序在35kV智能开关柜远程控制项目中测试通过，在实际运行过程中，目前程序运行正常。实践证明这种方法在iCB-900断路器数据采集和性能曲线绘制效果非常理想。

【参考文献】