基於WinCE高壓開關櫃智慧斷路器iCB900資料採集的論文

0 引言

隨著科技進步，智慧電網技術不斷深入到輸電、配電行業，智慧高壓開關櫃是智慧電網中重要的裝置，在智慧開關櫃子通斷電時，需要及時監測重要的電氣引數，以便於輸配電企業及時瞭解裝置的執行狀態，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引數，這些引數的好壞將會直接影響到裝置的工作效能，因此，在實際工作中，往往需要將這些引數繪製成曲線顯示在螢幕上。如何採集斷路器各項引數及繪製效能曲線是本文的重點。

2 斷路器資料採集

在高壓開關櫃控制系統中，常常採用模組化設計理念進行設計，各個模組之間通訊採用RS-485方式連線在一起，這些模組稱為IED裝置。高壓開關櫃中最重要的控制模組莫過於斷路器模組，下面我們以河南森海iCB-900型斷路器為例，詳細介紹斷路器資料採集過程。

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晶片作處理器，外加高速ADC，可以高速採集如儲存能電機電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程引數、分閘行程引數等重要資料，這些資料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進行資料採集，然後將這些資料以檔案的方式存放在資料緩衝區裡，等待上層IED或上位機系統及時取走。

iCB-900斷路器採用RS-485通訊，波特率9600pbs，8位資料位，1位停止位，無奇偶校驗，這種通訊方式是典型的半雙工通訊方式，通訊雙方採用主（Master）/從（Slave）模式，工作方式為主裝置輪詢從裝置，從裝置收到輪詢指令後，先判斷是否是與本機的地址相同，如果相同則將本機資料封包上傳，否則不予理會。這種輪詢方式對於週期性資料，如各種狀態資訊比較有效；而對於非週期性資料如：儲能電機電流、合閘線圈電流、分閘線圈電流、合閘行程引數、分閘行程引數等突發性資料上傳就比較困難了。因此在工程實踐中往往需要把這種具有突發性、偶然性資料單獨封裝成一個一個獨立的資料包，但是這種資料又無法主動上傳給上位機或上層IED裝置。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`資料包，當上位機或上層IED裝置輪詢的時候，將該信令以狀態的方式封裝在週期性狀態資料包中，當採集到這些突發性資料時，將該信令對應的資料位置1，通知上位機或上層IED裝置，上位機或IED裝置將以不同的指令及時從緩衝區中讀取對應的資料檔案，當上位機或上層IED裝置收到該資料檔案後，向叢機裝置傳送一個應答資料包，同時將該資料寫入到上位機或上層IED裝置資料庫中；並且將該資料以曲線的方式顯示到繪圖模組中，方便使用者及時檢視。

對於週期性資料如狀態資料、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、當前開斷電流等資料，這些資料存放在不同的緩衝區裡，參見iCB-900資料地址表1。該資料與狀態資訊及信令資訊一起上傳，上層IED裝置收到這些資訊後，及時重新整理斷路器狀態列，以方便使用者及時瞭解裝置工作狀態。

3 曲線繪製

斷路器需要檢測的資料比較多，在工作過程中，常常需要監測儲能電機電流資料、分閘線圈電流資料、合閘線圈電流資料、分閘行程資料、合閘行程資料、為了方便顯示使用者查詢資料，在人機介面分別設計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斷路器採集的有效資料點僅僅87個，為了方便繪製圖形往需要補足101個點。

（2）為了實現程式功能，在程式設計過程中自定義了C2DGraphS類專門實現影象繪製功能，本程式中直接引用該類實現影象繪製功能。

（3）為了方便使用者查詢資料，在WinCE系統中集成了SQLCE資料庫，通過相應的資料介面，將資料寫入庫中，使用者可以及時查詢歷史曲線，方便了解系統的工作效能。

（4）為了方便在同一個模組上繪製曲線，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

該程式在35kV智慧開關櫃遠端控制專案中測試通過，在實際執行過程中，目前程式執行正常。實踐證明這種方法在iCB-900斷路器資料採集和效能曲線繪製效果非常理想。

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