箱式变电站的接地方式

箱式变电站的接地方式（共7篇）

箱式变电站的接地方式 篇1

一、接地方式对变电站的影响问题分析

(一) 问题的概述。

伴随着变电站自动化系统技术的快速发展和应用, 旧电站改造以及大量新的自动化电站上马, 然而, 这些自动化的变电站自投入运行以来, 不断地遭到雷击等各种外部因素的影响, 在不同程度上造成了设备的损坏和影响, 严重的危及着设备和人身的安全。 尤其是从最近几年来的变电站的自动化系统的运行上来看, 变电站的接地方式的好坏直接影响着变电站能否正常的运行。 其中影响变电站正常运行的因素有很多, 例如, 雷击或其他的电磁干扰等。 近几年来, 根据有关的数据显示, 变电站曾多次的不间断的出现网络通信被中断, 整个系统运行缓慢, 或者出现死机卡机等一系列的问题。例如, 在2002年, 在广西贺州市西湾110Kv变电站就曾出现雷击的袭击, 其直接造成广西贺州变电站的监控起烟, 烧毁UPS装置等、主机的CPU、五防功能接口、调度远动通信接口35Kv保护装置;而在2007年灵峰110Kv变电站业出现了雷击事件, 雷击直接通过载波设备窜入自动化系统引起主控部分、保护设备、调度远动通信接口以及通信装置等的烧毁。以上这些问题都是基于变电站接地方式的不恰当所造成的。这些问题可以被归结为二次弱电部分和一次电源部分问题。

(二) 问题的分析和相应的对策。

1.二次弱电部分网络通信阻塞问题。

在经过很多次地现场排查, 发现对于阻塞二次弱电部分网络通信问题的主要原因是, 在调试安装的过程中, 各个装备的网卡地线都是单独的直接接地, 没有将各个装置的网卡连接在一起通过一个点来共同的接地。在变电站自动化系统的站内网络是一个利用低电平的弱电系统, 因此, 为了避免电位低不平衡引起的干扰, 在设计安装过程中, 要严格遵循接地原则。对于主控单元、五防功能接口。调度远动通信接口烧毁问题, 基于都是应用通用的串口来接各自的设备, 使得各个设备点的点位不能够完全的达到一致, 这时不平衡的低电位就会烧毁设备。 基于变电站自动化系统的二次弱电位的烧毁问题, 可以采取以下的措施:与接地网络连接在一起时, 先将各个装置的网络连接起来, 然后统一的与接地网络连接, 这样可以解决网络环流所引起的中断通信的问题;避开监控主机的电源与机壳的连接, 从而降低经过电源的浪涌电流, 增加其的抗干扰能力, 最大程度上减少运行缓慢。死机等问题;在主控单元、五防功能接口、调度远动通信接口增加安装串口光电隔离器, 这样可以避免串口不平衡低电位所引起的烧毁接口的现象;为了尽可能的减少弱电系统的电磁耦合对变电站的自动化系统的影响, 可以采用整合二次线路的方法。尽量的使信号电缆远离电力电缆, 同时尽可能的减少两者之间的平行长度。

2.雷电袭击问题。

对于变电站遭受雷电袭击的造成监控机起烟等问题, 通过对现场的调查可以知道是变电站内防雷设计不完善的原因。经过分析知道雷电是经过安装在变电站避雷针上的照明灯的电源进入到变电站电力系统中, 并且通过架空地线将雷电引入主要的接地网中, 从而使得地网电位升高, 引起烧毁现象。 针对以上问题, 可以通过下面的措施预防:利用绝缘子隔离架空地线与龙门架, 这样当雷电袭击架空线时, 雷电就能够不经过主接地网, 而是通过变电站的外面的杆塔落地 (值得注意的是, 这时设计的外杆塔落雷点与主接地网之间的距离要符合相关的规定) ; 减少高架灯和避雷针的电阻。避雷针所处的位置正好是变电站的中心地带, 这样使得避雷针接地不容易展开。基于这种情况, 可以采用合并的接地方式, 从而减少接地的电阻;将避雷针上的高架灯电源拆除, 利用低压的隔离变压器代替, 从而阻止雷电的袭击, 同时电源的电线要应用屏蔽式电缆;在变电站内安装氧化锌避雷器。

经过实践, 以上的方法被采用后, 变电站的自动化系统的运行更加可靠、安全了。

二、抗干扰分析和措施

(一) 一次系统接地。

一次系统接地的主要目的是防雷击、保安全的, 它能够尽可能的减低高频率瞬变电压的幅值, 尤其是使得地网中的各个点的瞬间变压电位差减少, 以及避免地网中的瞬间变电压的升高。在进行一次系统的接地时要注意以下的几个方面:外面的架空地线不可以直接的连接到变电站的主要接地网中, 以此避免瞬间变化的电流引起低电位的升高;设备的接地线要直接连接于地网导体的交叉处;避雷针等避雷设备要采用2根以上的接地线, 并且要使接地网络更加的紧密, 避雷针等避雷设备的电阻要充分的考虑自动化系统对接地的要求;增加变电站的各个设备的接地处的网络互连线;变电站的变压器的高压侧和低压侧要安装金属氧化物的避雷设备。

(二) 二次系统的接地。

二次系统的接地一方面是为了保证工作人员的安全和变电站内的设备的安全而安装的接地;另一方面是为了保证变电站的自动化系统的正常运行避免其他干扰而安装的接地。对于这一部分的接地要遵守以下的几点要求;要尽可能的较少阻抗;由于变电站是由多个电子器件构成的, 所以要将各个电子器件的接地线连接在一起, 使它们通过一点与接地网安全的连接起来;各个接地网点的电位要尽可能的保持一致。

(三) 隔离措施。

一是在变电站内监控系统设备和自动化设备的电源很容易受到变电站内的交流电的影响, 所以, 安装隔离变压器和滤波器是避免干扰的最有效的方法。因为安装滤波器能够尽可能的简短使滤波器之前的电源进线。二是为了有效的避免电网的低频正常状态下的干扰, 可以通过在线式UPS给监控机供电, 利用电力系统的专用逆变电源来给自动化系统供电。三是变电站自动化系统是一个复杂的系统, 其各个子系统间的联系是非常紧密的, 为此必须在串口通信的接口处安装一个数字化光电隔离以保证设备本身的安全。四是当对二次回路进行布线时, 要尽可能的隔离, 以减少互感耦合, 从而防止互感耦合的干扰。要尽可能的使控制电缆远离高压母线或电缆, 减少平行布线的长度同时, 避雷针和避雷针的接地点、电容式电压互感器等都是高频率电流的入地点, 所以, 在设计安装时要使控制电缆尽量的离开他们, 减少耦合干扰。

三、结语

总之, 对于变电站的自动化系统, 要充分掌握接地干扰的途径、原理、以及可能会受干扰的设备, 并针对他们采取有效地预防措施。通过这些有效的措施保证变电站的自动化系统的安全、高效的运行。变电站的自动化系统是一个复杂的系统, 在实际的运行当中, 要结合实际情况, 不断地进行改造、完善, 以确保变电站能够安全的生产。

摘要：随着社会的快速发展和科学技术的不断进步, 电力系统也发生着日新月异的完善和进步。电力企业的迅猛发展, 使得变电站也不断的向自动化方向转变。在这个过程中, 施工用电和各种各样的电机和电气设备也在同时的增多。这种情况下, 加强接地方式的安全性对变电站自动化系统来说就显得尤为的重要。基于此, 笔者将浅谈接地方式对变电站自动化系统的影响, 并提出相应的完善措施, 以期对读者有所帮助。

关键词：自动化,变电站,接地,干扰

参考文献

[1].陆鸿禧.接地方式对变电站自动化系统的影响.[J].电力自动化设备

[2].高学立.变电站的接地方式探讨.[J].黑龙江科技信息

[3].肖燕彩陈秀海.变电站自动化设备抗干扰问题的研究.[J].华北电力技术

[4].闫效康.变电站综合自动化系统的可靠性研究.[J].山西电力

箱式变电站的接地方式 篇2

随着电力系统的进步,电力施工企业的迅猛发展,在变电站新建、改建、扩建施工现场,电能成了不可缺少的主要能源。施工用电以及各种电器装置和用电机械也日益增多,而施工现场用电的临时性和环境的特殊性、移动性、复杂性使得众多的电气设备和用电设备的工作条件相应变坏,从而使用电事故的发生概率增高,特别是因漏电而引起的人身触电伤害事故的概率也随之增加。

从广义上讲,每个施工现场就是一个工厂,它的产品是一个建筑或一个完整的变电站。但是它又与一般的工业产品不同,具有下述的特殊性:(1)没有通常意义上的厂房,所设的电气工程明显带有临时性,露天做业多;(2)工作条件受地理位置和气候条件制约多,真可谓千差万别;(3)施工机械具有相当大的周转性和移动性;尤其是用电施工机具具有着较大的共用性;(4)施工现场的环境比工厂恶劣,电气装置、配电线路、用电设备等易受风沙、雨雪、雷电、水溅、污染和腐蚀介质的侵害,极易发生意外机械损伤,绝缘损坏并导致漏电;(5)施工现场是多工种交叉作业的场所,非电气专业人员使用电器设备相当普遍,而这些人员的安全用电知识和技能水平又相对偏低。

因此,不注意施工现场的临时用电,人体触电伤害事故较之其它场所更易发生。

综上所述,搞好施工现场安全用电是一项十分重要的工作,这里包括诸多方面,而临时性电源的接地方式选择对整个系统的安全性起着至关重要的作用。现根据经验浅谈一下对几种接地系统的认识,以及施工现场临时用电接地方式的选择和一些具体做法。

我国的施工现场临时用电工程所采用的电力系统通常为中性点直接接地的三相四线制的220/380V系统。在这个系统中,按接地和接零保护的选择基本上有三种,即r T系统、TT系统、TN系统。

1 r T接地保护系统

它适用于供电电源在中性点不接地的系统中。r T系统是变压器低压侧中性点不接地不引出,电气设备金属外壳就近专用接地的系统,也就是金属外壳就近直接接地(接地线符号为PE),我们可以把它看成是电容接地的系统。

它的特点是系统不配出N线,如果发生单相碰壳接地,接触电压可以被限制在安全值内,但非故障两相对地电压会升高到线电压。这样存在事故隐患,而且无法取得照明系统等用的220V电压。这就限制了它的使用。该系统一般多用于矿山、井下等作业形式,并且常用于三相平衡负载,不适用于在建筑工场使用。

2 TT系统

TT系统是指电源(电力变压器)中性点直接接地的电力系统中,将电气设备正常不带电的金属外壳或机械设备的金属构件,直接接地的保护系统(接地线符号PE)。它是最常见的三相四线保护接地制。

该系统所有电气设备外壳与N线无任何金属联结,因而正常运行时设备外壳没有三相不平衡电流与电压,有效杜绝了危险电压通过外壳接地线向其它设备蔓延的可能性。但该系统可能存在隐患,当N线断线后,三相负荷会因不平衡使零位偏移,单相设备有可能被烧毁。因此,TT系统通常要装断零保护装置,但此时当用电设备一相碰壳,若保护装置灵敏度不够而不动作时,零点电位升高,这将导致所有断零保护装置动作,扩大事故范围,这是它的缺点。

3 TN系统

TN系统是指在电源(电力变压器)中性点直接接地的电力系统中,将电气设备正常情况下不带电的金属外壳经过中性线(零线)直接接零的保护系统。根据中性线(工作零线)和保护线(保护零线)的配置情况,它可以细分为以下几种形式。

3.1 TN-C系统

TN-C系统是指整个系统的中性线与保护线是合一的,称之为保护中性线(外壳接地线符号PEN),该系统具有经济、简单的特点。

但PEN线除通过正常的不平衡负荷电流,有时还通过高次谐波电流,即使设备不漏电,PEN线也有一定的电位,存在事故隐患。而且PEN线一旦断线,它将破坏系统的稳定运行使零位产生偏移,单相设备有可能烧毁。该系统需要在PEN线上重复接地,因而在干线首端不能装设漏电保护装置,所以在建筑工地中不推荐使用这种保护方式。

3.2 TN-S系统

TN-S系统是指整个系统的中性线与保护零线是分开的,是平时常称之为三相五线制中性点直接接地。该系统安全可靠性高,正常工作时,N线是工作零线,形成回路并将三相不平衡电流送入接地装置,PE线上无电流,避免了用电设备外壳电位的升高。

该系统可以采用漏电保护,只要接地电阻做得很小,它是可以满足一般的保护要求的。

3.3 TN-C-S系统

TN-C-S系统是指整个系统中有一部分中性线与零线是合一的系统。该系统可以看成是TN-C和TN-S混合的一种方式。它兼有这两种方式的优点和缺点。

通过对上述几种接地系统的优缺点的分析比较,结合工地的具体特点,在工地的临时用电系统中推荐使用TN-C-S接地保护系统。

它适用于工地中有众多的分散用户,而且其安全保护性能满足要求。首先,在工地的架空干线采用三相四线制,在架空线每个分支处做重复接地。此时在重复接地处开始装设漏电保护开关,并且将N线和PE线分开,PE线一律用黄绿色线,以资区别。此后,N线和PE线不能再做重复接地,否则会造成漏电保护开关误动作,合不上闸。在架空干线首端即配电室内装设自动空气保护开关,不能装漏电保护开关。

由于有了专用的PE保护线,加上有漏电保护开关的保护,即使在较恶劣的环境中,如潮湿的地下室,也能保证用者的安全。因为系统固有的特点,中性点对地电压仍然通过PE线加在设备外壳上,为了降低接地电阻,除了做上述重复接地外,将配电室接地点与变压器接地点连接,而且最好将配电室接地点与待建的建筑物基础钢筋连接。经过这样处理后,应实地测量接地电阻保证其小于1Ω,这样就能提高整个系统的安全性。

经过这样设置的工地临时供电系统,在实践中运行良好,安全性高。因此,在施工现场使用TN-C-S接地保护系统是较好的选择。

摘要：针对变电站新建、改建、扩建施工中临时用电的临时性、移动性和复杂性,提出施工中临时用电接地方案的选择。

箱式变电站的接地方式 篇3

变电站接地网是用于工作接地、防雷接地、保护接地的重要设施,是保障人身、设备、系统安全的重要措施。性能良好的一次接地系统必须具备以下几个主要条件:

(1)能够提供一个尽可能低的、长效稳定的低电阻对地路径(接地电阻),接地电阻越低,雷电流、浪涌和故障电流就能越安全地消散到大地中去。

(2)接地导体应具有长效稳定的电气性能,并能在设计寿命期限内保证安全地、反复多次地通过较大的故障电流。接地系统的运行寿命依照相关标准的规定,应不小于地面主要设备的运行寿命,即至少要求30年以上的运行寿命。

长效稳定的接地系统是维持设备稳定运行及保证设备和人员安全的根本保障。其技术保证的关键点在于正确选择合适的接地材料及完全可靠的电气连接工艺。

(3)最简单有效的接地电阻降阻方式,就是在允许的条件下,尽可能增大水平网的面积,并尽可能利用场站周边一切可利用的湿地、含水层、地下水及低电阻率的土壤。

本文通过变电站接地网施工实例,介绍非直接开挖机械掘进方式在接地网设计施工中的应用。

2 应用试点变电站概况

(1)生源110 kV变电站位于广西梧州市苍梧进口再生金属加工工业园区内,为工业园配套供电的110 kV电压等级变电站。场站位于园区西北角边界处,北面隔着园区规划围墙与大恩生态园区(山地高尔夫球场),西面为整片待建设的园区生活宿舍区,南面为规划工厂区,东面为园区南北向主规划路,规划路对面同样为规划中的厂房区。

本站为新建站,于2011年年初开始施工,站内按原设计接地网尺寸为100 m×93 m,已做一次接地网(尺寸为99m×92 m),采用传统镀锌钢材料(水平导体为50 mm×5 mm热镀锌扁钢,地网内部布置了数十组50 mm×5 mm×50 mm热镀锌角钢垂直接地泄流地极),连接工艺采用传统电焊方式。原设计要求的接地电阻R≤1Ω。主地网施工完毕后,地网接地电阻实测值为2.67Ω·m。变电站接地网平面布置图如图1所示。

(2)根据地质勘察报告显示,站址区地貌类型为丘陵地貌。勘探钻孔揭露,站址场地内上覆土层主要为第四系坡残积层(Qsl+el)砂质黏土,下伏基岩主要为燕山晚期(γ52)花岗岩。

具体地形地貌概况分析:站址区上覆土层厚度为1～12 m,场站东南角一侧局部有下伏基岩外露,并呈连续性弧形自场站东南角向东北角延伸。整个场站东面基本被基岩阻隔,无法进行该方向站外的外引延伸施工。综合考虑场站周边实际情况,可以利用的周边地形只有北面及东北面园区的边缘部分。

(3)关于土壤电阻率:根据土壤电阻率测试报告提供的相关数据,5 m深度的土壤电阻率为:用Excel软件计算加权平均值,取ρ=805Ω·m。10 m深度的土壤电阻率:用Excel软件计算加权平均值,取ρ=608Ω·m。

(4)原接地网设计方案计算分析如图2所示。

原设计方案主地网按照规范施工后,接地电阻实测值为2.67Ω,与计算值2.95Ω接近,考虑原地网实际最大埋深(水平导体埋深为0.8 m,垂直泄流地极埋深为2.5 m),计算取值的土壤电阻率应该小于805Ω·m,因此理论计算与实际情况相符。

如何在原有方案上进行改进,进一步降阻以达到电阻值≤1Ω·m的设计要求呢?

为了达到降低接地网接地电阻之目的,需要从理论上研究降低接地电阻的方法。由公式R=ρε/C可以看出,降低接地电阻有2种途径,一是增大接地体几何尺寸,以增大接地体的电容C;二是改善地质电学性质,减小地的电阻率ρ和介电系数ε。

3 非直接开挖机械掘进方式应用的技术分析及设计计算

3.1 站场外延降阻方案的确定

综合考虑站内周边土壤的地质条件,并进行现场反复勘察,决定利用场站北面大恩生态园区山地高尔夫球场边缘的低洼排水塘及周边相对潮湿的低电阻率土壤进行降阻;场站东北面为丘陵,靠近低洼排水塘的被植被覆盖的缓坡也同样可以充分利用,以增强降阻效果。

由于场站北面的园区规划路尚未开工建设,如果采用传统施工方式,从站内往站外敷设外延水平接地网,施工时必须开挖路面,此项施工需要办理相关手续,并且由于道路两边预埋有通信管线、给排水等,因此还要与道路施工方进行协调,工程所需时间长,耗费也高。因此,施工方采取非直接开机械掘进方式进行站外外延降阻射线,挖掘深度设定为8 m。

3.2 非直接开机械掘进方式具体实施方案

(1)本案所用相关掘进主机械为18 t水平定向钻机,掘进有效距离为320 m。

(2)从场站内东北角(临近东面围墙角落空旷区)向站外掘进,钻孔设备工作时以28°的斜度向地面下钻孔,直至8 m设定深度时再与地面平行,钻至250m距离处再斜转向上钻出地面,然后在冒出点将-50 mm×5 mm镀锌扁钢与钻头连接后回拉,回拉过程中利用钻头喷水孔灌注降阻剂,达到深埋外引水平线的目的。

(3)具体设计及计算。本设计按站外敷设深度为8 m、4条单条外引射线长度为250 m (土壤电阻取值608Ω·m)的降阻射线进行施工。降阻射线的具体位置可依据现场具体情况进行相应调整。场站北面引出2根外延水平降阻射线,每根长度为250 m,并在高尔夫球场低洼排水塘处设置一个12 m×2 m的水平方格地网,与降阻射线末端连接。往变电站东北向打2根外延外引水平地网泄流线,长度均为250 m。接地斜井路径及位置图如图3所示。

接地电阻计算如下:

4条250 m降阻射线的接地电阻计算:

上式中,土壤电阻率ρ取变电站区域内10m深土壤电阻率608Ω·m;L取外引水平接地极单长250m;斜井埋深h=8m;外引水平地网直径按150mm考虑,A值取-0.6。

计算得出单条降阻射线接地电阻:

4条降阻射线并联接地电阻:

与原水平地网接地电阻(R原站=2.67Ω)并联:

求得:R总=0.724Ω。

因此,此方案需外引水平降阻射线4条(单条长度为250m)。此计算过程未考虑站内及站外地下水条件,在现场实际情况下,在关联地下水时,接地电阻值会更低。因此,我们认为本设计方案可行。

4 实施后效果

变电站外延降阻方案于2011年3月进行施工,施工工期为17 d,施工完工后,广西梧州光明电力实业有限公司于2011年4月19日对接地网进行了交接试验,最终接地电阻测试值为0.502Ω,完全满足≤1Ω的设计要求。

5 结语

任何事物的存在都有其合理性及局限性。就目前情况来看,新建变电站的站址选择越来越困难,征地面积越来越小,征地难度也越来越大,这给一次接地网的接地电阻降阻带来新的挑战。无疑,非直接开挖机械掘进方式的出现给我们带来了一个新的选择,它具有施工占地面积小、基本实现全机械高效率施工、避免站外征地开挖带来的繁杂手续工作及庞大费用的特点,是进行接地网外延施工的一个优先选择。

箱式变电站的接地方式 篇4

城市电网中电缆的使用很大程度上提高了配电网供电可靠性, 但是同时会导致导致电力系统电容电流过大的问题, 严重时会影响配电设备的安全运行以及整个电网的正常供电功能。为了解决该问题, 目前我国在35k V配电网中主要采用中性点不接地方式、小电阻接地方式、经消弧线圈接地方式三种较传统的方法以及方法中性点经消弧线圈加并联选线电阻的接地方式这一比较新的方法。

1 不同接地方式的特点

1.1 中性点不接地方式

中性点不接地方式能够保证系统的对地电容电流控制在10A以下, 结构简单, 发生单相接地故障时还能不间断供电而且对低压电网的反击和通信影响比较小。但过电压水平高, 对弱绝缘击穿概率大而且因为难以准确排查故障发生点, 不能迅速切从而发生短路。因此这种接地方式仅适用于电容电流较小的农村配电网。

1.2 中性点经消弧线圈接地方式

消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后, 消弧线圈提供电感电流对故障点流过的电容电流进行补偿, 使其降低至10A以下, 防止弧光过零后重燃, 使电弧很快熄灭, 从而防止事故更加严重。同时当消弧线圈电感电流接地或等于电容电流时, 可以减少产生弧光接地过电压的机率, 还可以抑制过电压的辐值, 减小故障相电压的恢复速度, 同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用等。这种接地方式的优势在于消弧线圈使电弧自熄后, 接地故障可以自动被清除;在故障存在的条件下可以正常运行2h等。但是中性点经消弧线圈接地方式对设备绝缘水平要求较高;系统有可能因运行方式改变造成欠补偿从而引发谐振过电压;集中补偿容量不够;选线复杂、控制回路可靠性差, 实际运行差强人意。这种接地方式主要适用于电容电流较大、架空和电缆混合的城市配电网。

1.3 中性点经小电阻接地方式

顾名思义, 中性点经小电阻接地方式是中性点经过一个很小的电阻接地, 这种方式一般用在10k V的电缆线路、不容易发生瞬时性单相接地故障的、系统电容电流比较大的城市配电网、发电电厂用电系统以及大型的工矿企业。其原理是在电弧过零熄灭以后, 利用电阻的阻尼和耗能的作用将零序残压通过电阻提供的通路排放掉, 从而当下一次的电弧的过电压幅度值和正常情况下发生单相接地故障的情况相同, 不会产生很高的过电压。该种接地方式的优势在于可以降低工频过电压, 单相接地故障时非故障相电压小于3相电压, 而且持续地时间非常短;可以有效限制弧光接地过电压, 当下一次燃弧时不会产生很高的过电压;能够有效地消除系统中的各种谐振过电压;降低操作过电压;提高系统安全的水平、降低人身伤亡事故等等。但是缺点有:接地电位由于接地故障的大电流上升地比较高;切除接地故障的线路会切断供电。

需要注意的是这种接地方式的电阻值要根据系统电容电流来确定和选择, 必须要根据电网的实际运行情况, 综合考虑继电保护灵敏度、对通信和人身安全等方面的影响等等因素。

1.4 中性点经消弧线圈并联电阻接地方式

消弧线圈并联电阻接地方式的元件主要包括自动调谐消弧线圈、控制器、可调电阻器和检测元件等。当系统运行不正常时, 例如发生单相接地故障时, 开始时并联电阻不接入系统, 消弧线圈充分发挥作用, 延迟一段时间后若零序电压仍然存在, 则控制器发出指令接入并联电阻, 此时电阻上会产生较大的电流流过接地点和接地线路, 并且经过零序电流互感器进入到继电器中, 使其动作跳开接地线路。这种接地方式主要应用于电容电流较大、架空和电缆混合的城市配电网, 以及电容电流不太大但以架空为主的农村配电网, 还有以电缆和架空混合城市配电网。接地方式如图1所示。

2 中性点经消弧线圈并联电阻接地方式的优点

2.1 安全可靠性

在单相接地中, 永久性接地必须在停电以后才能排除, 瞬时接地则不需要。而中性点经小电阻接地系统若采用单相接地, 不论是瞬时接地还是永久性接地, 就会马上切除掉故障的线路, 这样会影响供电的可靠性, 因此就需要建设双回路或是环网供电, 还要求配备质量性能等比较好的开关设备和备用电源, 防止频繁地跳闸。中性点经消弧线圈接地系统单相接地后可以彻底消除故障, 但是对于一些永久性的故障却起不了任何作用。将这两种方法结合起来不仅可以在瞬时接地时用消弧线圈消除电弧, 从而消除故障;还可以检测出永久性故障, 接入小电阻利用其瞬时切除故障的特性消除故障, 减少故障电网的运行时间, 并且减少在处理的时候所发生的一些短路的事故, 因而能够保障电网和设备的安全和可靠性。

大多数认为该种接地方式不能用于电缆线路, 因为电缆线路的故障要么是永久性故障要么就是相见短路, 消弧线圈不能起到任何消除故障的作用。但事实上, 根据一些研究数据分析可得出在电缆中经常会发生一些瞬时单相接地故障, 而且主要发生在电缆接头和一些连接的地方, 而且由于施工质量比较差, 接头处很容易进水导致水树枝故障, 而经消弧线圈接地方式能够有效地控制这些故障的破坏程度, 防止其发生瞬时短路;此外还能于是一些开始于电缆内部的接地故障, 便于工作人员及时发现和处理, 从而避免一些事故的发生。

2.2 设备和线路的绝缘水平

中性点经消弧线圈接地系统在发生永久故障时, 接地故障电流是非常小的, 电流太小会造成快速排出故障点的难度增大, 因此系统设备就可能会长时间承受过电压, 这样可能会造成更加严重的事故;中性点经小电阻接地方式单相接地时, 故障点和中性点产生的电弧过电压可能会超过一些低压设备和线路的绝缘水平;消弧线圈串联或者并联电阻的接地方式在电路上都会有效果, 但是经过试验验证并联的方式更能有效抑制电弧光的过电压。

2.3 继电保护的选择性和灵敏性

采用零序过电流保护方式时, 中性点经消弧线圈接地时小电流选线会存在一定程度的难度, 而小电阻接地时可以立即切除掉故障线路, 继电保护的选择比较好, 这样一来, 二者结合就可以扬长避短;在采用零序有功功率方向保护时, 中性点景消弧线圈并小电阻接地方式在不发生故障线路的零序电流就是本线路的电容电流, 而在发生故障处线路的零序电流是电容电流和电阻并联回路电流的矢量和, 因此通过检测各线路零序电流的有功分量是否为最大, 就可判断该线路是否是接地线路, 从而可以快速地切除故障线路。

2.4对通信系统的影响

一般10k V架空下线路中性点的电阻值选择在28~58Ω左右, 中性点电阻中电流为100~200A时对通信系统是没有干扰的。如果电阻值选得比较低, 那么单相接地电流就会比较大, 会对通信系统产生比较大的干扰;但是如果电阻值选得比较小的话, 那么继电保护的动作可靠性会降低, 因此根据一些国家的实验得到配电网若是以电缆为主的话, 一般电阻中过得电流为400~800A左右时不会对通信系统产生太大的干扰, 这样的话配电网中性电阻值就应该是7.3~14.5Ω。

3 中性点经消弧线圈及小电阻接地方式的具体应用

这种接地方式主要用于架空线路配电网或者是电缆和架空线路同时包括的配电网。单相接地时故障检测并联电阻值在400~800之间比较合适, 消弧线圈可以根据配电网的规模来进行选择:若配电网电容电流为10~100A之间, 消弧线圈的容量和可调谐范围可以根据配电网的规划的最大的电容电流值来选择;若配电网的电容电流小于10A, 那么消弧线圈应该选择10A和15A两级可调谐的形式。当电网电工电流小于5A时, 消弧线圈选择10A;如果配电网的电容电流在5~10A之间, 那么消弧线圈就为15A。若配电网的电容电流大于100A, 那么就要使用组合的可调谐消弧线圈和固定电阻的方式, 固定电阻的大小可以根据电网的运行规模来确定。

4 结束语

虽然中性点经消弧线圈及小电阻接地方式的具体运行模式并没有完全被人们研究清楚, 但是该种接地方式的优势是显而易见的:不仅充分发挥了消弧线圈利用电感电流补偿电容电流、提高单相接地故障自动恢复的能力的作用, 又结合了并联电阻检测永久故障, 解决了单相接地的故障选线和定位以及降低过电压的优势, 因此是一种功能比较全的接地方式, 而且和其他接地方式相比适用性也更加广泛, 因此虽然中性点经消弧线圈及小电阻接地方式的运行模式需要进一步的研究但是我们可以看到其在配电网中的应用具有广阔的前景。

摘要：本文首先介绍了中性点不接地方式、中性点睛消弧线圈接地方式、小电阻接地方式的简要原理和优缺点以及应用, 然后重点介绍了中性点经消弧线圈及小电阻接地方式的作用原理、特点、优势以及适用的范围。中性点经消弧线圈及小电阻接地方式综合了消弧线圈接地方式和电阻接地方式二者的优势部分:适用范围增大了, 而且能够提高配电网的安全可靠性等等。扬长避短, 因此这种接地方式在配电网系统中的应用前景广阔, 但是还需要进一步的实验研究。

关键词：配电网,消弧线圈,小电阻,接地方式

参考文献

[1]盛晔.配电网中性点经消弧线圈加并联选线电阻接地方式的运行安全可靠性探讨[J].能源工程, 2011 (05) .

智能箱式变电站的研究 篇5

一、概论

箱式变电站在运行过程中是将变压器以及高压开关设备还有低压配电装置依据一定标准和方案进行有效安装和操作的紧凑型配电设备, 也是在传统土建变电站后新出现的一种变电站。我国在上世纪70年代就已经开始对箱式变电站进行研究, 并依据它拥有的不同特点将其划分成为美式箱变以及欧式箱变, 也就是我们常说的预装式变电站以及组合式变电站。具体来说, 美式变电站其自身体积相对较小, 选择使用的也是一体化安装, 通过将变压器以及高压开关还有熔断器等设备全部整合放置于与密封的油箱之内, 所组成的一种一体式布置。组合式变电站则是指将其内部结构中的三个部分也就是高压开关柜以及变压器还有相应的低压配套装置存放于三个不同的隔室之内, 形成“目字型“或者是”品字型“这两种布置形式。由于”目字型“接线时相对比较方便, 因此应用的多一些, 而”品字型“安排的比较紧凑, 所以更适用于多台变压器并排使用的情况。就当前我国的使用情况来看, 组合式变电站在我国的应用范围较广。

二、技术要点

1 箱体自身性能可靠安全

近些年随着科学技术的不断发展, 我国现阶段箱式变电站的使用以及设计工艺已经完全达到国际化水准。其箱体外壳是使用新型镀铝锌钢板所塑造而成, 而框架所选用的材料则是当前集装箱的标准材料, 不仅制作工艺认真严格, 而且还经过了相应的防腐处理, 使得箱式变电站逐渐适用了各种环境。此外内封板选择使用铝合金扣板, 其内部夹层采用的材料部但能够防火, 还可以起到保温作用, 这样箱体在使用过程中就可以依据实际需要来进行调温除湿作业。即使在零下四十度或者是零上四十度也可以确保设备不会受外界环境的影响而损坏。

2 自动化程度相对较高

箱式变电站在运行过程中大都选择使用可靠性能较高的设备, 例如全封闭型的高压开关柜以及干式互感器还有旋转式隔离开关等等, 通过确保导线在使用过程中无裸露导电部分, 而保证实现零触电事故。另外变电站在运行中因其无油化运行, 大大的降低了其对周围环境的污染, 顺应了当前低碳环保的相应要求。而在运行过程中, 在其二侧选择使用微机自动化系统, 不但能够实现遥控、遥调还有遥信与遥测功能, 同时还能在一个相对独立的运行环境之下对箱内原有数据进行相应控制和监测, 像对箱内温度以及湿度进行实时调节, 从而满足无人值班的要求。

3 工厂预制化

箱式变电站在运行过程中相对比较灵活, 只需要依据相应要求来对主线图以及箱外设备进行具体设计, 就能够据此来挑选出合适的设备规格和型号。另外变电站所需的全部设备都需要工厂内部进行相应调试和安装。而箱式变电站在设计过程中, 缩短了其设计制造周期, 在其施工现场也是只对箱体定位以及箱体之间的电缆联络还有相应的保护整定值校验进行操作, 进而使变电站从开始安装到最后投运往往只花费6—8天时间即可, 大大提高了效率。

4 设计方式相对比较灵活

由于整个箱式变电站其内部结构相对比较紧凑, 而且体积相对较小, 在安装时不但能够选择多种方案进行相应的安装作业, 同时还能在此基础之上选择一种最优方案进行。比如在安装过程中选择使用组合式变电站, 这样在安装作业过程中就能够形成一个较为独立的系统。

5 占地小、效益高

设计中由于箱式变电站其整体构造相对比较紧凑, 所以占地面积相对较小;再加上其外形较为美观, 即使在居民住宅或者车站和其他一些公共场所也不会对市容造成影响, 相反还能起到美观作用, 更为重要的是箱式变电站其总体投资相对较小, 而且收益较大, 因此应用比较广泛。

三、箱式变电站在设计过程中的设计要点

1 接地

依据相关规定, 在对箱式变电站进行设计时, 还应注意:在箱式变电站安装过程中, 需要安设一条能够连接每个运行设备的专用接地导体。而选用的接地导体其自身电流密度要符合一定标准, 比如对于选用的铜导体, 当运行中其额定短路时间为1s时其电流密度不能超过200A/mm2, 但当其额定短路时间为3s时, 其电流密度不能超过125A/mm2, 此外它的截面面积不能小于32mm2。

2 辅助设备

设计过程中, 对于箱式变电站内部的照明以及辅助电源等设备, 应依据GB/T14821.1或者是相应的GB7251.1来进行安装和操作。

3 操作通道

在对变电站内部进行操作时, 一定要充分有效的考虑到其维修作业时所遇到的空间问题。一般情况之下, 对通道宽度的最低要求应控制在800mm。而且整个箱式变电门应根据要求面朝出口方向, 这样就能够在操作过程中做到不占用原有操作通道宽度。

4 可靠安全措施

高压配电装置运行以及使用过程中, 一定要选择合适、安全的组合结构对其进行保护, 比如当油浸入式的专用变压器自身容量超过800KVA时, 应当选择能够切断式的电源设备来对变压器进行相互配合。此外在箱体没的内侧位置处应该标示相应控制线路图, 并将一些具体的操作步骤还有注意事项等标注出来, 方便以后设备的检测和维修。

5 箱体要求

箱式变电站在运行过程中, 一定要确保箱体内部的防护设备能够在任何条件之下正常运行, 像照明、散热以及通风等等。另外需要添设相应的检测设备来保证整个箱体在使用过程中其内部环境的安全, 像传统的湿度测量表计以及凝露检测装置还有烟雾报警器等等。将运行过程中所检测到的数据依次连接到变电站内部的自动化系统当中, 从而让作业人员能够及时有效的了解和掌握箱体内部的具体情况;在对箱顶进行设计时需要重点考虑当地气候以及雨量的大小, 完善和改进其自然排水能力;另外由于箱式变电站其箱体大都放置在室外, 所以在夏天气温较高时, 需要承受高温暴晒以及紫外线辐射等情况, 所以箱体自身的隔热性能就显得尤为重要了, 这也就要求我们在设计过程中, 一定要做好其隔热工作, 并在增强保温、防火性能的同时, 确保其美观性。

四、箱式变电站的应用及前景

1 箱式变电站的应用

在实际应用过程中, 箱式变电站通过变电所然后利用电缆将其连接到10KV的开闭所, 接着再通过开闭所来对其进行有效分配, 最后利用网柜以及分接箱等来进行重新联接以及再分配。如果在建筑物相对较少的环境之下, 也可以使用电缆分支箱外加网式箱等方式来实现, 当然也可以依据外界环境的具体情况来将其直接性的连接到相应环网箱之上;而在建筑网相对较多的条件之下, 则会选择使用环网柜外加环网式的方式来实现。

2 箱式变电站的实际发展前景

提高其防火性能。当前我们常用的箱式变电站大都是以全封闭的方式运行, 因此在运行过程中比较容易出现一些火灾隐患, 像电缆以及补偿电容器在使用以及运行过程中就比较容易引发火灾。所以在设计过程以及使用过程中, 应适当考虑增加一些专用灭火设备。

扩大容量。应该说, 箱式变电站在设计以及应用过程中, 非常显著的一个特点就是设计紧凑、体积较小、占地面积少, 但随着人们对用电量的急剧增加, 如何在设计过程中合理的利用其空间就变得非常重要了。比如在运行过程中, 出现间隔自身的扩展裕度不够;10kV箱变开关柜内部所使用的固定螺栓数量较多, 因此在实际的维修以及拆卸过程中不方便。很容易在多次检测以及维修作业之后出现螺栓脱扣情况, 有时甚至还会出现把开关柜后箱板误卸的情况。所以在设计过程中, 设计人员应该重点考虑下扩大箱体内部容量、合理布置等问题。

五、设计过程中应当注意的几个问题

1应该说, 箱式变电站在设计以及应用过程中很容易因其无功装置而引发箱体爆炸、线路运行老化等问题, 同时也有较大的失火隐患, 因此在设计过程中, 应特别注意一些防火、线路老化等问题。像箱体门同主变之间一定要维持在一个安全的距离之内, 最好控制在5m范围内;而使用的电气产品则最好使用干式结构, 而使用的材料也最好选择阻燃性材料, 争取在实际应用过程中, 将这种火灾危险性降到最低。

2为了在使用过程中方便进行防雷保护以及避雷线的安装和使用, 需要确保线路终端塔同相应门型架之间不带角度。在以往的箱式变电站的设计过程中, 很容易忽略这个问题, 因此致使常常出现线路终端杆塔同实际母线门框架之间存有一定角度而致使无法进行有效的避雷线安装, 从而不得不对其进行重新设计。

结语

由于箱式变电站其身所具备的特点, 使其越来越多的应用到我国的电网改造以及使用过程中, 因此这就需要我们采取相应的措施和手段在确保其使用性能的同时, 提高其整体设计水平。

摘要：近些年, 随着工农业经济发展以及人们生活水平的不断提高, 使得用电需求急剧增加。与此同时, 对变电站的运行设计提出了更高的要求。本文就结合智能箱式变电站, 在对一次系统以及二次系统进行分析的基础之上, 对其进行详细的探究与讨论。

关键词：用电需求,工农业经济,智能箱式变电站,一次系统,二次系统

参考文献

[1]李久林.箱式变电站智能化系统的设计[J].电器工业, 2009 (05) .

[2]崔强, 闫志杰, 陈阿娣.35/10kV智能箱式变电站简介及设计选型[J].西北水力发电, 2009 (02) .

箱式变电站的智能监控设计 篇6

随着电力技术的发展，落后的土建变电站正在快速升级换代为智能化的箱式变电站，变电站是国家电网合理分配电力到各个场所的传送带[1]，因而变电站所采用的设计技术对于整个电网的安全稳定运行有着重要意义。电网的智能监控就是将计算机技术、电力电子技术、网络技术、无线传输技术应用于箱式变电站中的配电设备和电器开关，从而实现变电站的智能化监控。

1 箱式变电站

1.1 箱式变电站的组成

箱式变电站是由高压开关设备、低压配电装置、配电变压室以及箱式变电站外壳四个部分组成，如图1所示。

箱式变电站高压配电室由进线柜、PT柜、出线柜构成。低压配电室由进线柜、电容柜、出线柜构成。变压配电室由变压器、自动控温系统等构成。

1.2 箱式变电站的工作原理

箱式变电站是输配电的集结点，主要由主变、站用变、馈电线、母线、隔离开关、断路器、电压互感器、电流互感器、接地开关、避雷针等组成，箱式变电站适用于额定电压在10/0.4KV的三相交流系统中，可以作为线路和分配电能，其工作原理就是将高低压开关设备、电能计量设备和无功补偿装置等按照特定的技术接线方式集成在几个箱体内的配电装置。国产箱式变电站在设计上，各个单元一般都采用相互独立的结构形式进行设计，通过导线将高压开关室、变压器室、低压开关室连成一个完整的供电系统。

1.3 箱式变电站的技术特点

箱式变电站占地面积小、工厂预制化、组合方式灵活、集成化程度高、建设周期短、投资省、见效快。箱体外壳采用镀铝锌钢板，内封板采用铝合金扣板，中间夹层采用防火保温材料。箱体内安装有空调和除湿装置，具有良好的防腐性能。一次设备采用真空开关柜、真空断路器、干式变压器、干式互感器等全绝缘设备，安全性高，可实现无油化运行。二次采用微机综合自动化系统，可实现无人值守[2]。

2 箱式变电站智能监控设计

2.1 硬件设计原理

为了满足用户对供电可靠性和电能质量的高新要求，对箱式变电站的智能监控采用智能监控单元。智能监控单元由16位微处理器和可编程芯片构成一个小的CPU系统，智能监控单元由面板、总线板、输入板、模拟板、CPU板、输出板六个部分组成，智能监控单元组成如图2所示。

智能监控单元的硬件电路主要集成有模拟信号处理、串口通讯、开关量输入输出、人机接口等部分。由输入板接收的所有采集参数经过互感器进行交换后送往模拟板，经过滤波、放大和模拟转换后的数字量再输送到CPU板进行计算处理，然后向输出板发出操作信号，并向上位机上传信息。

2.2 软件设计原理

软件设计原则上采用标准化、模块化、面向对象的设计思想，在保证系统的稳定性、可靠性、先进性的前提下，设计具有通用的软件平台，且呈现易操作、易维护、可扩展性、可继承性、可封装性、模块化等特点。软件系统包含有用户程序和应用开发程序。

2.3 系统通讯功能

系统通讯网络采用串行通讯方式进行内部和远程的通讯，数据交换采用网络通信控制器实现通讯数据的高速上传和下达。网络通讯控制器不依赖监控计算机系统，可以相当便捷地将不同接口的设备连接起来进行通讯，且具有独立的前置机功能，可独立运行完成通讯数据的采集、交换和协议转换。

2.4 系统报警功能

系统可对过电流、过电压、过负荷、欠电压、短路、油位过低、变压器温度过高、温度过低、负荷开关分合、接地开关分合等故障信息进行报警，并可记录存储故障设备的序号、故障时间、故障时的电气量、开关状态、保护动作以及故障原因等信息。

3 箱式变电站智能监控

由于目前大多箱式变电站没有设计电气设备的故障监控和环境监控，为此对箱式变电站增加设计智能监控单元，对电参量、变压器温度、环境湿度等信息进行综合分析做出相应故障的及时响应，实现箱式变电站的智能监控，进一步提高供电的可靠性和电能质量，满足用户对电能的高要求。

3.1 电参数监测

箱式变电站智能监控系统采用配套的Windows操作系统组态软件，支持双机双网配置，可实时采集大量的数据。通过网络可将数台智能化的箱式变电站联网，实现电力信息的集中监控和管理。智能监控系统不仅可实时监测箱式变电站三相高压侧的输出电流故障，及时分断负荷开关，向上位机发出故障信息，还可实时监测高压侧的三相输入电压、低压侧的输出电流，记录设备运行时的电压、电流、功率、功率因数等电参量。

3.2 变压器温度监测

箱式变电站中的变压器由于受负荷和各种原因的影响，在运行的过程中容易引起温度的突然升高，造成变压器无法正常出力，引发设备故障，为此必须加强变压器运行温度的监测，箱式变电站的监测系统可通过对变压器的油温或绕组温度进行实时的监测，当温度超过设定值时，排风扇自动开启散热，有效保证设备的正常运行。

3.3 温湿度监测

箱式变电站一般安装在户外，由于大多数户外环境恶劣，湿度大、温度低，容易引起箱式变电站内的高低压开关设备表面出现凝露，发生闪络放电故障，智能监测系统可实时监测高压室、低压室内的温湿度，并且根据设置的温湿度值及时启动除湿和升温设备，消除凝露的生成，避免闪络放电事故的发生。

4 结束语

电网系统的核心是保证企业、居民正常用电的基础，是促进经济发展的保障。箱式变电站在我国应用仅为10%左右，而国外许多国家箱式变电站的应用已达到70-90%。箱式变电站由于结构紧凑、体积小、占地少、投资小、收益大[3]，故而是输变电设备的发展方向。设计智能化的箱式变电站，可大大提高配电系统的安全度、可靠度和智能化管理水平。智能化程度的提高使得箱式变电站在保证电网安全、经济、可靠的运行前提下，朝着更加简单、实用、可靠和智能化的方向而日趋拓展与完善，在我国发展箱式变电站市场前景广阔，社会效益显著。

参考文献

[1]任学勤,甘敏浩.变电站事故分析系统的实现及变压器故障识别新方法[J].科技创业家,2014(4):131.

[2]苏淑阳.箱式变电站及其在设计中的若干问题[J].内蒙古煤炭经济,2008(2):62-63.

箱式变电站的远程测控系统设计 篇7

在电能成为现代社会活动的基础的时代,送变电是电力生产工程中举足轻重的一部分。箱式变电站是电力系统送变电的末端环节,是电网的主要控制点及不可或缺的一部分。配电网络日益发展的今天,其稳定对国民生产生活、科学研究、电力通讯等方面起到了至关重要的作用[1]。所以对箱式变电站进行监测与控制,开发监测系统的软件平台,对检测到的各项指标进行统计、分析与总结等,对于电网调度自动化的实现有着积极的促进作用,它能促进电力生产的安全化、经济化、智能化。

1系统总体结构

1.1总体结构

箱式变电站远程测控系统由以下几个模块组成:微控制器、箱式变电站电力参数采集计量传输部分、开关量输入/输出部分、显示模块以及GSM通信部分。另外,还可以根据需要增加温湿度测量控制等功能模块,以扩展系统功能。总体框图如图1所示。

1.2主控模块

本次箱式变电站远程测控系统主控模块设计采用STC12C5A60S2系列单片机。STC12C5A60S2满足本设计对数据采集准确性、长时间运行稳定性、功耗以及价格的要求,它包含一般51单片机的功能,且在性能上优于51单片机,有4个定时器,同时增加了P4口,并实现了双串口[2]。本次设计模块较多,程序较为复杂,需要的存储空间大,且本系统需要双串口,对单片机要求较高,综合考虑,采用STC12C5A60S2型单片机。

1.3输入/输出模块

有很多开关设备应用于箱式变电站,这些设备有闭合和断开两种状态。通过开关量输入模块和主控模块的连接能够实现采集开关状态的功能。输入模块主要从断路器等开关设备的辅助触点给出状态信息。开关状态输入端子排通过断路器等的辅助触点采集,经过光电隔离电路减少干扰,然后经过上拉排阻,最后到达74LS165并入串出,到达主控模块。

本次设计的输出模块为开关量输出和电参量的模拟量输出,开关量输出主要包括合闸/分闸信号等,采用并行出口控制继电器的方法。电路中可加入续流二极管来保护驱动电路,因为继电器是感性负载,输出变为1时,需要二极管提供泄流回路。电参量输出包括箱式变电站三相电压、电流等模拟量的输出等。

1.4电量采集模块

为了确保本系统在不同负载、不同电源环境下准确测量电参量,选取深圳珠海炬力公司生产的专用电能计量芯片ATT7022B,其内部集成电路能够满足本设计对箱式变电站内部的电压、电流、功率、电能等电力参数的测量[3],且支持软件校表,通过SPI接口与微控制器进行电力参数、校表信息的传递。在电压、电流信号采样电路中,由于实际工作时箱式变电站三相电流较大,如果采用电流分流器[4],在高温、重载的情况下易影响精度,因而在电流采样电路中选取电流互感器,采用差分输入方式使电流采样信号在0.1 A左右。

电压采样选取电阻分压方式,利用电阻分压将电网中的交流电通过线性比例变换为适合芯片识别的小电压。为了保证测量的精准度,本系统选取稳定性强,温度漂移小于25 ppm/℃的精密电阻。

1.5通讯模块

箱式变电站测控系统通信分为两部分,一是箱式变电站和CPU的通信,二是CPU与GSM模块之间的通信。通讯模块采用RS-485通信接口通信并采用MODBUS-RTU通信协议[5]。目前应用较为普遍的是RS-232-C协议,但其传输距离较短,所以采用RS-485,它有更好的抗噪能力和远距离传输能力。

随着无线通信技术的迅速发展,GSM产品无论在生活还是生产中都占据了很重要的地位。本设计采用外置式GSM MODEM,它采用标准DB9通信串口,此模块可外接输入5~40 V直流电,同时自带4pin语音接口[6],工作稳定,能有效融入各行各业的各种环境,尤其是在工业远程控制中,GSM模块应用广泛。GSM模块具有中英文短信收发功能,向用户提供AT命令接口,方便用户自行开发设计。

2软件流程

箱式变电站自动化装置结构设计主要体现在模块化思想上,其按照需要实现的各个功能进行模块划分,并分别进行编写和调试。本软件主要实现监控终端的电力参数、开关信号等数据的实时采集,借助GSM和上位机实行监查和控制。

2.1主程序控制模块

监控终端上电后首先初始化各个模块,然后进行系统自检,保证测得的数据有时间标准作为参考依据,再依次进行电力参数采集和模拟量输出。一旦收到上位机发出的控制指令,则进行处理;若无,储存数据。

2.2开关量控制模块

开关量监控部分一方面负责监测箱式变电站内部电力设备的开关闭合状态,将结果传给主控并通过GSM上传至监控中心,另一方面负责接收监控中心发出的操作指令,从而控制电力设备的开关。

2.3 GSM通讯模块

GSM通信模块分为以下几个部分:系统初始化子程序、软件定时程序、单片机给GSM模块发送AT指令程序以及60S2通过AT指令来控制GSM模块。本段程序实现的功能主要是将采集到的数据形成短信发送到指定的GSM网上,GSM模块在此设计中主要作为监控中心,收集由CPU采集过来的数据,并能对箱式变电站发出简单的命令。

GSM模块与测控系统之间的通讯采用AT指令集。以英文短息发送功能为例,首先进行串口调试。发测试指令AT测试模块是否工作:发送“AT”,返回“OK”,测试正常,表示GSM模块可以正常工作。发送“AT+CMGF=1”,选择短信模式为“TEXT”。发送“AT+CSCS=“GSM””。设置为GSM字符集。发送“AT+CMGS=“手机号码””,返回“>”,表示可以输入短信内容。发送“TEST ON”为短信内容,再发送十六进制数“0X1A”确认短信,返回“+CMGS:33”用来表示信息号,“OK”表示短息发送成功。具体指令可参考指令表。

3结语

本文对箱变的研究现状作了详细分析,并根据实际情况对箱式变电站测控系统进行设计,逐步实现“四遥”功能,从而使箱式变电站测控系统进一步智能化、优越化。

本文旨在研究造价更低的测控系统,开发功能更完善的测控系统,运行科技含量更高的测控系统。根据国内外智能箱式变电站的发展前景和现有技术的运用,将现有成熟技术应用到箱变中,为提高原有产品性能做出贡献,实现我国配电网络智能化。

摘要：主要对智能箱式变电站进行深入研究,测控系统应用模块化思想,采用STC12C5A60S2主控芯片实时监测和控制箱式变电站内各电参量和非电参量。测量模块实时采集测控系统三相电压、电流等;开关控制模块通过继电器采集和控制箱变内开关状态,并可进行无功补偿装置的投切;通讯模块采用RS-485通信接口实现箱式变电站与测控系统的通信,将收集的电压、电流等电量信息及断路器开关状态等传递给监控中心。

关键词：箱式变电站,远程监控,通信

参考文献

[1]张晓斌.基于GPRS通信的智能箱式变电站研究[D].西安:西安工业大学,2012.

[2]盛寿麟.电力系统远程监控原理[M].2版.北京:中国电力出版社,1998.

[3]炬力集成.ATT7022B用户手册[Z],2005.

[4]黄鹤松,刘奎,齐俊清,等.基于ATT7022B的多功能电能表系统的设计[J].电测与仪表,2011,48(8):63-67.

[5]郭辉.基于GSM SMS的短信平台及其应用系统的设计与实现[D].南京:东南大学,2006.