变电所门禁系统论文

变电所门禁系统论文（共11篇）

变电所门禁系统论文 篇1

摘要：本文从牵引变电所综合自动化通信系统现状出发, 阐述了在变电所通信系统中, 可以在使用光纤有线通道的基础上, 结合目前我国主流的移动通信技术, 使通信系统传输数据更加具有实时性、准确性、可靠性, 更好地服务于牵引变电所综合自动化系统。

关键词：牵引变电所,通信系统,光纤,无线通信

高速铁路的快速发展对供电可靠性提出了更高要求, 牵引变电所作为牵引供电系统的心脏, 完善的综合自动化系统是可靠供电的重要保证。系统自动化程度的重要标志是通信是否符合自动化的要求, 它起着设备与自动化联络纽带的作用, 担负着信息的处理、命令的发送和返回以及所有数据的传递。因此, 通信系统的实时性、准确性、可靠性至关重要。本文对牵引变电所的通信系统进行了研究, 并提出了优化建议。

1 牵引变电所综合自动化系统通信系统现状

变电所综合自动化系统的数据通信包括两个方面, 一方面是综合自动化系统内部各子系统间的信息交换, 另一方面是变电所与远方控制中心的通信。目前牵引变电所自动化系统的通信系统, 存在通信方式和通信协议多样性、通信媒介多以屏蔽电缆为主、通信设备没有备用等问题。

2 牵引变电所综合自动化系统通信系统优化

2.1 牵引变电所综合自动化系统的通信要求

(1) 快速的实时响应能力。

(2) 很高的可靠性。

(3) 很强的抗干扰能力。

(4) 双向通信能力。牵引变电所系统需要具备双向通信功能, 来完成数据的上传和控制命令的下达。

(5) 使用维护的易操作性和可扩展性。

2.2 优化牵引变电所综合自动化通信系统的有线信道

2.2.1 将所有电缆、网线等传输媒质更换为光纤, 以达到以下传输效果:

(1) 容许频带很宽, 传输容量很大, 传输速度快。光纤是至今为止传输速度最快的传输介质, 能轻松达到1000Mbit/s。

(2) 损耗小, 中继距离长, 适合长距离传输。

(3) 体积小、重量轻、可绕性强。

(4) 输入与输出间电气隔离好, 抗电磁干扰性能好。

(5) 泄漏小, 保密性能好, 无串音干扰。

2.2.2 光纤单网改为自愈双环结构

正常情况下, 简单的光纤单环路方式可靠性很高。数据传输需要接在环上的每一个节点, 如果某处发生故障, 容易引起通信中断, 使得整个光纤环流被破坏。采用自愈双环结构, 则可将环形网络完善, 虽然以牺牲冗余度为代价, 但这种结构具有高速率、可靠性高、抗干扰能力强、通信具有自愈能力。为了保证光纤通信的可靠性, 可采用双环通信网, 互为备用。

2.3 为牵引变电所通信系统建立无线通信应急通道

光纤通道需要庞大的建设费用、维护困难以及不便于复用和复接, 全面推广代价非常大, 尤其是一些偏远地区的通信站点, 专用光纤通信网受到很大的限制。因此, 需要建立无线通信应急通道。一但出现通信光缆故障时, 启用无线网络通道, 确保数据不因外界干扰而导致数据传输中断, 影响调度控制中心监控。

2.3.1 应用GPRS网络建立应急通道

GPRS是在GSM基础上发展起来的一种网络业务, 采用分组交换技术, 提高了资源的有效利用率, 实现了高速率数据传输。GPRS具有全双工运作, 间隙收发, 永远在线, 只有在收发数据时才占用系统资源, 以数据传输量计费等特点。GPRS网络的核心层采用IP技术, 可以实现与IP网等网的互联互通, 底层可采用多种传输技术, 这使得它较易实现点到点的、广域的无线IP连接。

除此之外, GPRS还具有以下优势:

(1) 信号覆盖范围广。

(2) 数据传送效率高。

(3) 通信质量可靠, 误码率低。

(4) 扩展性好。

(5) 设备维护上更容易实现。

(6) 支持多种协议:如X.25协议、IP协议。

(7) 系统抗干扰能力强。

当然, 应用GPRS作为应急通道也有其缺点, 比如需要采取加密措施。GPRS网络系统是在互联网中进行数据传输的, 某种程度上已经暴露给无数的网络用户, 而牵引变电所与调度控制中心的通信数据必须加密, 保证数据传输过程中安全可靠。

2.3.2 应用LTE网络建立应急通道

随着无线通信技术的发展, 各种更先进的网络不断出现。LTE网络, 它是3G的演进, 改进并增强了3G的空中接入技术, 采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率, 有着更高的用户数据速率、系统容量, 减少了等待时间、降低了系统延迟和运营成本。全IP承载, 更易维护;能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务;可以灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的, 终端种类最丰富的一种4G标准。

3 结语

综上所述, 在现有的牵引变电所综合自动化系统通信系统上, 为了使通信数据传输更加具有实时性、准确性、可靠性, 可以使用光纤作为有线信道的唯一传输媒质, 并使用目前我国主流的移动通信技术建立无线通信应急通道, 以便更好地服务于牵引变电所综合自动化系统。如果能在高速铁路牵引所、亭内推广, 将能进一步保障高速铁路安全稳定运营。

参考文献

[1]钟章队等.铁路数字移动通信系统 (GSM-R) 无线网络规划与优化[M].北京:清华大学出版社, 北京交通大学出版社, 2011.

[2]龚静.配电网综合自动化技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[3]周渡海, 何此昂.现场总线控制技术开发入门与应用实例[M].北京:中国电力出版社, 2010.

变电所门禁系统论文 篇2

变电所一次系统设计探究

摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。关键词：变电所 /安全/可靠/经济

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计 我国电能与变电站现状

电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。

变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。

（1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。

（2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。

（3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。

（4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考虑确定[1]。设计变电站着手方面

2.1 电气主接线方案的选定

电气主接线是整个变电所电气部分的主干。变电所电气主接线指的是变电所中汇集、分配电能的电路，通常称为变电所一次接线，是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的。[4]它是电力系统总体设计的重要组成部份。变电站主接线形式应根据变电站在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求[2]。主接线设计的基本要求为：

(1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。

(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变 2

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

运行方式时操作方便，便于变电站的扩建。

(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。

(4)简化主接线。配网自动化、变电站无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。

(5)设计标准化。同类型变电站采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修[1]。

随着电力系统的发展、调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用，变电站电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、1个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等[6]。

1997年后建成的变电站中接线型式以单母、桥形和线路变压器组为主。达到了85％。而带旁路母线的，接线型式只有1座，仅占5％[5]。我国变电站设计开始趋向于变电站接线方案简单，近期国内新建的许多变电站220 k V及110kV电压等级的接线采用双母线而不带旁路母线。采用GIS的情况下，优先采用单母线分段接线。终端变电站中，尽量采用线路变压器组接线等。大量采用新的技术，变电站电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。从形式上看，主接线的发展过程是由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。在70年代，由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约，为了提高系统供电可靠性，产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中，随着新技术、高质量电气产品广泛应用，在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全，变电站主接线日趋简化。因此，变电站电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。

电气主接线方案的选定对变电所电气设备的选择，现场布置，保护与控制所采取的方式，运行的可靠性、灵活性、经济性，检修、运行维护的安全性等，都有直接的影响，因此，选择优化的电气主接线方式，具有特别重要的意义。选择更安全可靠的一次电气设备

3.1 变电所主要电气设备及其作用

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

（1）高压断路器（或称高压开关）线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，用来切断巨大的短路电流。断路器具有良好的灭弧装置和较强的灭弧能力。按灭弧介质划分，断路器分为油断路器、空气断路器、SF6断路器等。

（2）负荷开关 线路正常时，用来通断负荷电流，但不能用来切断短路电流。负荷开关只有简易的灭弧装置，其灭弧能力有限。负荷开关在断开后具有明显的断开点。

（3）隔离开关（或称高压刀闸）隔离开关没有灭弧装置，其灭弧能力很小。仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检修人员的工作安全。

（4）高压熔断器 在过负荷或短路时，能利用熔体熔断来切除故障。在某些情况下，熔断器可与负荷开关或隔离开关配合使用，以代替价格昂贵的高压断路器，以节约工程投资[17]。

（5）电流互感器 将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A[16]，使用中二次侧不允许开路。

（6）电压互感器 将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用。电压互感器二次侧额定电压通常为100V[16]，使用中二次侧不允许短路。

（7）避雷器 避雷器主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压可操作过电压，以保护电器设备免受损害。

（8）所用变压器 向变电所内部动力及照明负荷、操作电源提供电力[8]。如上所述，各种电器对我们的变电站设计都有至关重要的作用。所以合理的配置是关键中的关键。

首先就要说到具备更高可靠性的SF6和真空断路器全面取代少油或多油式断路器。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。SF6断路器和真空断路器的检修周期可长达20年，在变电所中选用了SF6断路器和真空断路器后，断路器检修几率大为减少，提高单回线路供电可靠性的根本措施转变为建设第二供电回路．因为在单回线路供电情况下中断供电的主要因素已经是线路故障．而不是断路器检修。故随着近十多年来SF6和真空断路器在110kV变电站中的普遍应用，带旁路母线的接线方式在110kV及其以下电压等级已告别了历史舞台。其他设备我们也应该按照计算和设计的需要合理选择，从而保证安全性 4

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

和经济性。

3.2 电气配置

3.2.1 隔离开关的配置

（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点[11]。

（2）在出线上装设电抗器的6—10KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关[11]。

（3）接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关[12]。

3.2.2电压互感器的配置

（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压[11]。

（2）6—220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。

（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器[11]。

（4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置[15]。

3.2.3 电流互感器的配置

（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。

（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。

（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

（4）一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器[11]。

3.2.4 避雷器的装置

（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。（2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。

（3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。

（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器

1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为 单台变压器运行时。

3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。（6）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。

（7）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。（8）110—220KV线路侧一般不装设避雷器[11]。做好变电站的防雷和保护接地

变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，并在在保证可靠性的前提下力求经济性。[14]防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成。[13]避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据公式进行，校验是否在保护范围之内。[13]同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

4.1 所用变的设置

为保证重要变电所的安全用电，所以需装设两台所用变以备用。为了保证供电的可靠性应在低电压等级即10KV母线上各装设一台变压器（每段各一台）。这样就可以避免由于低压线路故障率较高所引起的所内停电事故，从而保证变电所的不间断供电[11]。

4.2 继电保护的配置

在电力系统的运行中，变电所可能出现各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路，其中包括相间短路和接地短路。此外，还可能发生输电线路断线，旋转电机、变压器同一绕组的匝间短路等，这样，供电系统就不能顺利完成输送电。此时，继电保护就显的很重要。继电保护系统的主要作用：保护作用、控制作用、监视作用、事故分析与事故处理作用、自动化作用。继电保护装置在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统可靠性，是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的重要技术措施之一。在现在电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持系统正常运行[7]。

鉴于其在系统中的重要性，有如下要求：（1）选择性，即仅将故障元件从系统中切除，保证非故障元件正常运行，提高系统供电可靠性；（2）速动性，快速地切除故障元件可以提高系统并列运行的可靠性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以缩小故障元件的损坏程度。只要求速动性是不行的，要根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定，例如当发电厂或母线电压低于允许值时，继电保护动作等；（3）灵敏性，它要求保护装置在事先规定的保护范围内发生故障时，不论短路点的位置，短路类型，以及短路点是否有过渡电阻，都应敏锐感觉，正确反应；（4）可靠性，它主要针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言，一般来说，保护装置的组成元件的质量越高，回路中继电器的触电就越少，保护装置的可靠性就越高，同时，正确的设计和整定计算，保证安装、调试试验的质量，提高运行维护水平，对提高保护装置的可靠性有重要作用[9]。因此在电气设计中将继电保护配置好是一个很重要的环节，同时我们应该按照要求进行合理配置。

现如今在我国，变电所设计还存在很多不足，面临很多问题比如损耗和可靠

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

性问题。我国经济的发展也电力带来了很多问题比如：（1）对电能的需求日益增长，城市和农村用电密度每天都在变化，所以给变电所的容量设计带来了很多麻烦。（2）我国国土面积大，尤其是西北地区电力用户较分散，电力的传输需要导线，这样就会使线路的功率损耗增加。（3）建立稳定的变电所必须占用较大的土地，然而在城市土地单价昂贵环境要求严格在用电用户稠密的地域建设变电所相对较困难，从而增加了在线路上的电能损耗。以上所说的问题都是我国先目前变电手面临的问题，这些问题正期待我们的解决[2]。

如果上面所述的部分我们都能够很好的综合考虑那么变电站的初步设计就会相对来说比较安全经济。这也就达到我们的提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

结束语

电网运行的最基本要求是安全与稳定。电网安全稳定的核心问题是要建立一个与该供电网络相适应的、合理的电网结构[19]。110kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大变化。110kV电力网络已下降为配电网络，大多数110KV变电站也沦为负荷型的终端变电站[5]。配电电压升高，电力系统安全更要时刻抓紧。建设变电站时，在保证安全的前提下还要保证其经济性和灵活性。随着电力人不断的努力，变电站的设计一定会不断完善的。

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

参考文献

[1] 35～110KV 变电所设计规范 GB50059-92 [2]熊信银.范锡普《发电厂电气部分》.中国电力出版社

[3] 何仰赞.温增银.《电力系统分析》（上、下册）.华中科技大学出版社 [4] 熊信银.张步涵《电气工程基础》.华中科技大学出版社 [5] 蔡伟君.电站电气装置型式变化情况及前景探讨.《广东科技》 [6]李景禄.《实用配电网技术》.中国水利水电出版社

[7]国家电力调度通信中心组编.《发电机变压器继电保护应用》.中国电力出版社 [8]卓乐友《电力工程电气设计》.中国电力出版社 [9]刘学军.《继电保护原理》.中国电力出版社 [10]南京工学院.《电力系统》.电力工业出版社

[11]国家电力公司农电工作部.《35kv及以上工程》（上、下）.电力工业出版社 [12]西安理工大学.余健明.同向前.苏文成.《供电技术》.机械工业出版社 [13]胡国根.王战铎.《高电压技术》.重庆大学出版社 [14]郭仲礼.于曰浩.《高压电工实用技术》.机械工业出版社 [15]隋振有.《中低压配电实用技术》.机械工业出版社

[16]王宁会.《电气工程常用数据速查手册》.中国建材工业出版社 [17] 刘从爱.徐中立.《电力工程》.机械工业出版社

变电所门禁系统论文 篇3

关键词：变电所 配电装置 供电系统 更新改造优化

国投河南新能开发公司王行庄煤矿位于郑州市南40KM处。矿井设计生产能力120万t/a,在地面设35KV变电站一座，装机容量4万KVA。中央变电所布置在井底车场副井井筒附近，受井筒淋水影响，夏季中央变电所空气湿度较大，设备绝缘降低，不能保障矿井生产安全。2010年经设备更新改造后，满足了矿井需求。

一、原中央变电所概况及存在问题

（一）原中央变电所概况

中央变电所从地面变电站引入四回路10KV电源进线，单母线分段供电，综自保护。装备22面KY型双层高压真空开关柜和11台KDG型低压开关柜，提供采掘需用动力、车场照明和主要信号电源。

（二）设备存在问题

配电设备为KY型，防护级别低。主要电器元件易受潮使绝缘降低，发生放电甚至击穿现象，导致全井下停电事故时有发生，极大威胁了矿井的生产安全。

为防止事故，矿井加大了维修力度，增加了维修次数，储备了各种电气元件。频繁的停电维修，高昂的维护成本，凸显出原装备的配电柜已不能满足矿井的安全需求。

二、变电所设备更新改造及供电系统的优化方案

（一）选择BGP系列高压配电装置（防护级别为IP55），解决原配电柜防护级别低导致的一系列问题。

（二）原中央变电硐室尺寸不能满足新设备安装要求，在井底车场选址另做一个辅助变电硐室。

中央變电所安装进线柜、中央泵房启动柜和变频柜，辅助变电硐室安装供采区高低压动力的变配电设备。

（三）借鉴维护原配电柜时，经常停电、倒闸检修积累的经验。为减少在以后的检修维护中的停电范围，把原单母线二段供电方式改为单母线四段电源供电，四趟入井电源各供一段，互相联络闭锁，分列运行。

（四）母联柜的并柜方式改为硬连接，不用预留检修距离，最大限度的利用硐室尺寸，同时消除了电缆接头制作质量不过关或长时间使用带来绝缘降低的不安全因素。

（五）淘汰原主排水泵采用串电抗启动方式，更换为高压变频启动。减小了水泵启动、停止时对系统的冲击，同时节约了电耗，降低了生产成本。

（六）井下局部通风机，全部实现“双三专”电源供电，使局部通风机的主备用电源达到同一等级，提高了对局部通风的保障能力。

三、更新改造后设备特点

（一）变频柜特点

1、该产品采用创新设计的快开门型隔爆外壳，小车式结构，操作简便可靠，并采用新型PMC固体绝缘材料，绝缘等级高。

2、选用美国原装进口控制器，采用先进的电力电子元器件和全数字速度控制技术、可实现电流、速度的闭环控制，能够精确控制起动电流。该控制系统采用了最先进的全闭环PID精密电流算法加电压斜坡控制模式，是当今煤矿井下最可靠的起动方式，其特点是：电机在轻载时，在斜坡电压上升结束前已达全速，控制系统反振荡电路会自动把全电压加到电机上，可防止任何浪涌电流或电机转矩的脉动。

3、采用高性能的数字信号处理器（32的DSP芯片）为控制核心，先进的电子式电压互感器高精度采样，提高了可靠性和安全性。

4、多种软起动方式（如：限流模式、恒转矩、电压模式、双斜坡、泵控等），满足不同领域不同设备的需求。

5、配备全中文液晶汉显人机界面，实时显示三相电压、电流、软起状态、功率因素、有功、无功、故障诊断等。

6、所有参数设置键及操作按钮都设置于前门上,不用开门即可完成所有操作,适用于井下复杂环境使用并可设密码保护。

7、具有完善的电机保护功能，40种过载曲线选择，可在线监测多种参数，旁路后仍对电机运行状态进行检测保护等功能；具有先进的自检功能和完善的监测监控、电机保护功能，晶闸管短路、电源电压、电流、频率、功率因数、用电量、及过载(有多种过载曲线可选择)、电流不平衡、过压、欠压、相序、接地、过热等监控保护，另有差动保护(可选件),故障记忆可达99个最近事件。

8、具有起动电流平滑可调、起动速度平稳、起动性能可靠、减小起动过程中起动电流对电网冲的冲击，避免巨大的机械冲击对设备造成的损坏等优点；其“S”形起动曲线可根据现场实际工况进行调整。

9、控制器具有自检、故障自诊断、事件长期记忆功能，抗干扰能力强。

10、根据需要配合矿用隔爆型双回路真空电磁起动器实现一拖二、一拖三、一拖四、二拖四等模式。

11、配有标准的RS485通讯接口，可实现遥测、遥信、遥控、遥调等四遥功能。

（二）BGP高压配电装置特点

1、BGP高压配电装置采用永磁启动器，ZKJB-2000微电脑综合保护器。微电脑综合保护系统采用双CPU控制，主CPU采用高速DSP芯片（32位）。DSP数字信号处理器，采用超哈佛结构，能同时处理多条指令，与一般的MCU相比其计算速度有很大提高，具有智能化、功能多样化、小型化、模块化、可靠性的特点。采用的工业级和军工级芯片和完善的电气隔离和电磁屏蔽设计，使装置的硬件系统具有较高的抗干扰能力和工作可靠性。电流和电压的采样采用高速、高精度的互感器（0.5级），每周波32点的采样密度以及频率跟踪技术，使综合保护器采集的电流和电压信号是真有效值，使得开关的故障动作迅速可靠。

2、综合保护器具有三段式电流保护（短路、过载、过流）并可带方向、三段式零序电流保护 、过欠电压、绝缘监视、定时限、反时限、漏电、瓦斯闭锁、风电闭锁、故障录波、短路小延时、短保经低电压闭锁、防止越级跳闸的闭锁等功能，可以实现供电系统的分级、分段整定（能分辨最小时间间隔为10ms）。

3、综合保护器数据采集部分由高可靠性,高精度的A/D 转换器及滤波回路两部分组成。最新技术的A/D 转换芯片内部包含了采样保持及同步电路,具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点,最大达到8路模拟输入通道；另有达到0.5级的电度计量功能，能实时显示和上传三相电度、有功功率、无功功率、功率因数等。

4、显示器为大屏幕高亮度全汉化液晶显示器，中文菜单操作，界面友好， 全部定值、运行参数、事件报告（可存储22次事件）均汉化，内容详细明了，操作方便，可通过按钮或者遥控器整定保护参数。

5、保护器具有远程通讯组网接口（保护器提供标准的RS232、RS485、RS422、CAN等多种通讯方式），配合KJ系列煤矿供电远程测控系统可以实现远程监测、监控，实现地面调度（指挥）中心对井下高、低压供电设备的遥测、遥控、遥调和遥信（四遥），提高煤矿井下供电系统的集中化、智能化、信息化管理和调度。

6、保护器的供电采用开关电源（直流逆变电源）,在PT二次无输出电压或在开关出口短路时可能造成电压偏低,此时由保护器后备工作电源来保证它至少再工作5S(用来进行逻辑出口和存储故障信息)和保证开关至少跳开一次。

7、保护器增加电流继电器实现线路保护的可靠性。当配电装置的负荷侧发生短路或过流时，综合保护的“短路保护功能”巧合出现故障时，对电网无法实现保护的情况下，“短路后备保护功能”可实现在短路故障发生的瞬间、有效断开断路器的控制回路，使断路器分闸，把短路故障控制在特定的范围内。

四、结语

自改造以来，设备运行稳定，特别是四段电源分列运行、局部通风机“双三专”供电方式和智能化设备的推广使用，方便了设备检修，保障了供电安全，提高了矿井的自动化、信息化管理水平和抗灾变能力。

参考文献：

[1]煤矿电工手册

浅谈变电所接地系统 篇4

变电所接地系统是通过金属导线与接地装置间的连接来实现, 是一种用电安全保障措施, 是保障电力系统安全运行、确保人员安全的重要前提。接地电阻大小直接体现了电气装置与地接触的良好程度, 也反映了接地网的规模。

1 变电所接地系统的设计

1.1 接地装置材料、截面的选择

一般而言, 接地电阻、地电位分布、接触电位差等参数会随着时间的推移而缓慢升高, 是逐步劣化的标志。钢质接地材料检测、施工难度相对较大, 无法进行更换。铜质接地材料则可以免于维护, 因此, 检测工作较为简单, 节省了大量检测费用。

在露天、易于维修更换的地方, 设计镀锌、镀铜的钢质接地材料较多, 使接地系统有一定的防腐能力, 性价比也比较高。而在深入地下、更换困难的地方, 则只能采用免维护的铜材接地。

接地线系统的寿命一般为25~30年, 对接地材料的截面积有一定的要求。根据设计规范防腐要求, 室外钢质接地材料截面积不<48 mm2;室外铜质接地材料截面积不<25 mm2。

在接地网的设计中, 截面数据根据热稳定校核要求确定。接地材料截面积

Ig=流经接地线的短路电流稳定值;t=短路时间;C=热稳定系数。

1.2 变电所接地网参数选择

接地网布置必须考虑到均压问题, 接地装置的地面跨步电压和设备接触电压的主要参数直接关系到人身和设备安全, 因此, 在设计时必须校核这两个参数, 不应工程完工后可能还要进行试验验证。在变电所主接地设计中, 一般采用5~10 m的网格式布置。

跨步电压和接触电压的计算过程如下:

入地短路电流I= (Im-In) (1-K) ;I=In (1-K) 。

Im=最大短路电流;In=流经中性点的最大短路电流;K=避雷器分流系数。入地短路电流取两式较大值。

接地装置电位U=I×R。R=接地装置接地电阻。

最大接触电位差Uj=Kj×U。Kj=最大接触电位差系数。

最大跨步电位差Uk=Kk×U。Kk=最大跨步电位差系数。

由上述过程确定接地系统接地电阻的最大允许值。

1.3 变电所接地规模设计

按照《交流电气装置的接地》中的相关规定, 大接地短路电流系统接地装置的接地电阻值应满足R≤2000/I的要求。随着电力系统规模不断扩大, 要满足以上要求非常困难。现行标准不再规定变电所接地电阻要达到0.5Ω, 而是允许放宽到5Ω, 放宽的条件是要采取防止转移电位的隔离措施, 并验算接触电位差和跨步电压差满足要求。

根据确定的接地电阻的最大允许值, 按照计算公式:

确定水平接地网面积S。

接地网布置还必须考虑散流问题, 在主要设备附近, 可以采用加密垂直接地体加强冲击电流的扩散作用。根据理论和模拟实验, 垂直接地体对降低接地网工频接地电阻的作用很小, 约为2%~8%, 而且地网面积越大, 影响越小, 因此在计算变电所接地电阻时, 不考虑垂直接地极。

2 变电所接地电阻的测量方法

接地电阻测试原理很简单, 给接地装置加一个电流, 测量出接地装置上的电压, 两者相除即得接地电阻。但电流如何正确施加, 电压如何测量准确, 在实际中却比较困难。

接地网完成后, 不是都能够准确测量的。由于地下金属管道、线缆影响, 测试结果无法反映实际情况;土壤电阻率极大的地区, 接地网对角线在100 m以上, 测量这样的地网, 一般是测量结果要比实际大许多倍, 或测试极落在地网内, 测试结果很小。

目前, 市场上存在的接地电阻测试仪有很多类型, 归纳起来, 测量方法只有三类:打地桩法、钳夹法、地桩与钳夹结合法。

2.1 打地桩法

1) 二线法:这是最初的测量方法, 即将一根线接在被测接地体上, 另一根接辅助地极。此法的测量结果R=接地电阻+地桩电阻+引线及接触电阻, 所以误差较大, 现一般不用。

2) 三线法:这是二线法的改进型, 即采用两个辅助地极, 通过公式计算, 在中间一根辅助地极在总长的0.62倍时, 可基本消除由于地桩电阻引起的误差;现在这种方法仍然在用。但是此法不能消除由于被测接地体由于风化锈蚀引起接触电阻的误差。

3) 四线法:这是在三线法基础上的改进法, 在测量时两根测量线必须单独直接连接到被测物上。这种方法可以消除由于辅助地极接地电阻、测试引线及接触电阻引起的误差。该方法是所有接地电阻测量方法中准确度最高的。

2.2 钳夹法

1) 双钳法:利用在变化磁场中的导体会产生感应电压的原理, 用一个钳子通以变化的电流, 从而产生交变的磁场, 该磁场使得其内的导体产生一定的感应电压, 用另一个钳子测量由此电压产生的感应电流, 最后用欧姆定律计算出环路电路值。其适用条件一是接地系统要形成回路, 二是另一端电阻可忽略不计。

2) 单钳法:单钳法的实质是将双钳法的两个钳子做成一体, 但如果发生机械损伤, 邻近的两个钳子难免相互干扰, 从而影响测量精度。另外, 当接地回路中有电流干扰时, 其电阻测量准确度将受影响。

2.3 地桩与钳夹结合法

这种方法的测量原理同四线法, 由于在利用欧姆定律计算结果时, 其电流值由外置的电流钳测得, 而不是像四线法那样由内部的电路测得, 因而极大地增加了测量的适用范围, 解决了多点接地并且地下有金属连接的问题。

在实际测试中, 有一些常见因素造成测试不准确, 应尽量予以避免:

1) 接地系统 (地网) 周边土壤紧密、干湿程度不均匀, 地表面杂散电流、架空地线、地下水管、电缆外皮等, 对测试影响特别大。解决的方法是, 取不同的点进行测量, 取平均值。

2) 测试线方向不对, 距离不够长, 解决的方法是, 找准测试方向和距离。

3) 辅助接地极电阻过大。解决的方法是, 在地桩处泼水或使用降阻剂降低电流极的接地电阻。

4) 测试夹与接地测量点接触电阻过大。解决的方法是, 将接触点用锉刀或砂纸磨光, 用测试线夹子充分夹好磨光触点。

5) 其他干扰影响。解决的方法, 调整放线方向, 尽量避开干扰大的方向, 使仪表读数减少跳动。

接地装置的特性参数大都与土壤的潮湿程度密切相关, 因此, 接地装置的状况评估和验收测试应尽量在干燥季节和土壤未冻结时进行, 不应在雷、雨、雪中或雨、雪后立即进行。

3 降低接地电阻的方法

当接地点的土壤 (如岩石、砂质土壤和长期冰冻的土壤) 电阻率较高时, 为了满足接地电阻的要求, 须采取措施来降低接地电阻, 这些措施包括:

1) 换土:用电阻率较低的黑土、黏土和砂质黏土等替换电阻率较高的土壤。一般换掉接地体上部1/3长度、周围0.5 m以内的土壤。

2) 深埋:如果接地点的深层土壤电阻率较低, 可适当增加接地体的埋入深度;但一般情况下, 接地线在0.6~0.8 m以下对接地电阻的影响已经很小。

3) 外引接地:通过金属引线将接地体埋设在附近土壤电阻率较低的地点。这种方法类似于扩大接地网面积。

4) 化学处理:在接地点的土壤中混入炉渣、木炭粉、食盐等化学物质, 以及采用专用的化学降阻剂, 可以有效地降低土壤电阻率。

5) 保土:采取措施保持接地点土壤长期湿润;往接地点的土壤中加泥炭, 防止土壤冻结, 或者将接地体埋在建筑物的下面。

4 工程实例

现以西南铁路灞源牵引所和在建深圳11号线宝碧区间中间风井接地系统为例, 进行如下探讨。

4.1 西南铁路灞源牵引所接地系统施工

西南铁路灞源牵引所于2004年竣工, 接地网尺寸50 m×72 m, 在水平接地体上使用化学降阻剂, 根据设计计算阻值为0.49Ω, 设计阻值为0.5Ω。但施工完成后, 实测为3.3Ω, 笔者采用两种方法处理: (1) 增大接地网面积到66 m×80 m, 预计将接地电阻降到2.72Ω。 (2) 在主接地网四个角上增加25 m的深井, 进入地下水位以下, 用Ф80×4的钢管作为接地极, 计算得可将阻值降到0.5Ω以下。

施工结束后, 实测为0.79Ω, 不符合设计要求;又经外延接地处理, 阻值几乎不变。后经设计院复核计算接触电位差和跨步电压差, 能满足要求, 甲方才予以接收。

事后结合这一案例总结, 得出以下结论: (1) 不能盲目依据设计的计算值, 灞源变电所土壤性质为土夹石, 水位又很低, 土壤电阻率很大, 接地施工时应一定范围内换填土。 (2) 大多情况下土壤为不均匀土壤, 电阻率沿水平和垂直方向不均匀分布, 勘探的不准确性可能造成计算的较大误差。 (3) 当地气候少雨, 土壤性质不能保留水分, 电阻率受天气影响较大, 造成勘探、施工、测量时数据区别很大。

4.2 深圳地铁11号线接地系统施工

在建的深圳地铁11号线宝碧区间中间风井综合接地系统, 接地网尺寸为18 m×20 m, 设计的接地电阻值不>1Ω;根据地勘报告, 土壤电阻率为13Ω·m, 接地电阻计算值为0.34Ω。

该工程按照设计施工, 实测数据为0.048Ω, 远低于计算值。分析其原因可能有:接地网位于地下28 m处, 处于地下水位以下, 土壤含水率在取样时流失, 造成土壤电阻率测量值偏大;接地系统施工时处于雨季, 地表水较多, 使实测值偏小, 系季节因素造成。

5 结语

变电所接地系统在电力系统中起到相当重要的作用, 其关键在于设计、施工、测试这几个环节, 只有在工程实际中不断优化研究, 特别是在条件恶劣的环境下采取措施, 才能取得良好效果。

参考文献

[1]周波.变电所接地系统设计浅析[J].甘肃科技, 2011 (11) .

变电所门禁系统论文 篇5

关键词：盘区变电所；监测监控；无人值守；安装调试

中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：1006—8937（2012）23—0043—02

王庄煤矿62盘区供电网络中主要以6 kV、660 V供电为主，占整个供电数量的95%以上。由于井下盘区供电网络结构复杂，且负荷场所环境条件差，导致其线损率高，供电可靠性差，供电事故时有发生，严重影响了盘区安全生产。所以，根据王庄煤矿生产供电的特点和管理模式，实现井下供电远程测控，达到盘区变电所无人值守，提高煤矿供电的集中化、智能化、信息化管理，对实现王庄井下供电系统安全、可靠运行，适应62盘区生产设备向大型化、超大功率以及智能化方向发展具有重要意义。

1 无人值守监测监控系统技术参数及特点

王庄矿井下变电所无人值守监测监控系统由地面控制总站（KJ85煤矿供电远程测控系统）、KTG110矿用本安型光端机、KDW0.6/5矿用隔爆兼本质安全型不间断直流稳压电源、井下监控分站（KJF40B煤矿电力监控系统传输分站）、综合保护器组成。

地面控制总站（KJ85煤矿供电远程测控系统）的主要技术参数：传输速率为9 600 bps；传输距离不小于15.6km；误码率≤10—8；系统巡检时间≤30 s；最大控制时间≤30 s。系统功能包括遥测、遥信、遥控、遥调。

井下监控分站（KJF40B煤矿电力监控系统传输分站）主要技术参数：监控分站至综保的距离不小于1.2km；传输速率为9 600 bps；传输误差≤1%；传输方式为主从式、半双工RS485。监控分站功能是综合保护器与地面控制总站之间的测、控信息传递（接收综保信息并向集控中心发送，接收集控中心命令向综保发送信息），监测综合保护器的连接状态。同时承担网络节点，进行系统扩展及网络延伸。

集控系统采用树型结构，适应性强。系统软件由高级语言及汇编语言编写，保证数据的实时性和用户操作界面的友好性、便捷性。监控分站与综合保护器间采用点对点实时通讯，由KDW0.6/5矿用隔爆兼本质安全型不间断直流电源供电，保证信号的实时传输。

2 系统的主要功能

①遥测。接收及显示状态信息和开关设备综合保护器当前的整定状态信息（过载、过载延时、短路、零序电流、零序电压、漏电延时的当前整定值）、接收并显示综合保护器检测的进线电压值、负载侧电流值、分/合闸状态信息、接收并显示设备负载侧出现故障跳闸的原因信息（过载、短路、缺相、漏电、高电压、低电压、屏蔽电缆监视开路、屏蔽电缆监视短路）、接收并显示设备执行分/合闸命令时是否拒分或拒合。

②遥信。现场运行状态的实时远程监视，实时显示井下变电所设备的工作状态。

③遥控。由地面远程控制开关设备综合保护器的分（合）闸继电器完成分（合）闸动作和完成复位动作。

④遥调。由地面远程控制开关设备的整定值，地面集控中心可随时根据井下用电负荷对开关重新整定；通讯型电脑综保在开关负荷侧未出现过载和漏电时可接受重新整定命令，自动修改整定值，在通讯中断时综保整定值保持不变。

⑤故障定位和报警功能。配有声光报警提示功能，能够精确显示井下故障设备的位置和故障性质，便于分析和快速处理故障。如系统可依据运行情况形成的数据报表，包括五分钟、一小时电流和电压报表、电流和电压日月报表、故障记录、操作记录。故障记录内包含系统监测到发生故障设备的编号、故障内容和原因、发生的时间等；操作记录内包含系统记录的远程操作的操作内容（分、合闸、复位、修改整定、挂警示牌、井下分、合闸）、操作原因、操作人、操作时间等。系统可查看各个开关的各种属性、整定设置、操作记录、故障记录。

⑥系统有自检功能。用于测试和诊断系统功能和硬件工作状态，出现故障实现定位，方便维护，地面上位机退出工作，不影响井下测控系统正常运行。如在井下停电检修期间，可以通过在系统界面对检修的设备悬挂“有人工作，禁止合闸”警示牌，限制对检修设备的操作，使检修工可以安全放心地在井下处理问题，既及时预防了事故的扩大与发生，又有效地保证了维护工的人身安全。

3 设备安装调试分析与日常维护

综合自动化变电所设备与常规所设备有很大差异，在其安装与调试的时候，一定要熟悉设备，不要等到问题出现以后再解决，诸如远程控制方面的问题；由于保护电源和控制电源是分开装置的，当保护装置发生失电故障后，一般后台发出的是通讯故障，在远程监控上，不好判别现场实际的情况，所以，针对一些保护设备，要装置失电的远程控制；一定要考虑到任何一个影响到关系设备正常运行的细节，细节主要包括远程控制的正确、远程控制信号的完整及五防闭锁。

二次回路是工作检验的重点，在综合自动化变电所，关键问题也是系统的装置和回路，所以，在工作当中，除了要做传动试验和校验逻辑功能外，同时，必须要注意以下一系列问题：

①所接电压互感器的二次回路和电流互感器中性线必须是一点接地。

②控制电缆屏蔽层关系到微机保护的抗干扰性能，必须保证两点接地。

③一定要区分出保护、控制等直流电源，为防止直流电源的公用回路短路而烧毁熔断器，在切换直流电源的供电回路时，一定不要使用自动装置进行切换。

④进行线路改造时，首先必须核查图纸，在施工过程中，坚决执行相关规定。

为确保保护设备完好、可靠及以前整定装置整定值是否发生变化，在综合自动化变电站设备日常维护时，要对其保护装置进行定期试验。以前所使用的设备产品质量不过关，且例行试验条目较多且时间间隔段，导致试验技术人员劳动强度大，在试验过程中易发生认为造成的事故，随着微机保护装置安全可靠性提高及其在矿井的规模应用，试验过程简化了许多，同时，各种自动化试验装置的应用，大大降低了技术人员的劳动强度，例行试验的时间间隔长，这是变电所现在化发展的趋势，由于综合自动化变电所的微机保护装置试验有其自身特点，在试验过程中，不是使用过去的测试晶体管保护装置的方法，这就要求，在变电所保护装置试验中，技术员人要改变过去的思维方式和所依赖的经验，且微机保护装置本身存在强大的自检功能，目前，微机保护桩的采样值精度校验和其本身的逻辑功能是定期例行试验的重点，同时也必须保证二次回路的检查，其线和螺丝出点松动，就会可能造成严重的后果，必须在试验过程中引起重视。

在综合自动化变电所后台过程中，虽然在理论上其出错概率不大，但在实际过程中，可能会发生其遥控信号不正常的事件，所以在其运行过程中，要定期检验其后台运行的情况。

另外，由于微机保护装置的记录过程较短，不能确保完整的记录设备故障发生的全过程，所以必须使用故障录波器加强微机保护动作的数据统计分析，特别是没有完全采用微机保护的改造的变电所，要求有关技术人员要根据实际情况而制定出有效的方法，从订货、施工、投运及维护，要保证每一个细小的环节都不能忽视，要求技术人员有扎实的知识，认真的态度，保证综合自动化变电所的正常运行。

综合自动化变电所的运行管理是先进的，其先进性不是体现在不需要任何技术手段来维护其运行上，而是体现在利用先进的器材设备，互相协调，以达到降低技术人员的劳动强度，减人增效的目的上，这反而要求其管理人员业务素质更高，例如，为综合自动化变电所的安全运行，其设备的一些操作必须有技术人员来完成；由于其设备的一些隐患不能通过自身系统检测出来，也必须有技术人员在场监测。

值班技术人员作为综合自动化变电所运行的监控人员，改变过去的技术人员进行变电所正常运行的模式，要求其在工作过程中，一定要认真负责，明确分工，现场运行人员负责设备巡视、倒闸操作、两票管理和办理工作许可手续等工作。建立健全行之有效的运行管理制度，岗位责任制：调度值守员、现场运行人员、电气试修人员必须遵守各自的岗位责任制，做到分工清楚，责任明确，本岗位工作与其他岗位相互配合的原则。设备和专责维修制：有专人负责所内一、二次设备、通讯、远动/自动化设备的大小修、预防性试验等工作。加强变电运行技术管理确保人身设备安全，对防误操作，建立了严密的组织措施和技术措施，且确保技术装置的可靠。依靠先进技术，推广应用微机管理，充分利用现代管理手段和方法，进行动态管理和科学管理。不断更新知识与加强人员培训，使人人具备最基本的要求，作到“三熟三能”，我们本着结合实际，突出重点，灵活多样，讲求实效，全面安排，循序渐进的原则，把学习作为工作的一部分，不断提高人员的业务素质和思想素质。

4 结 语

自从煤矿井下供电远程集控系统在王庄煤矿62盘区投入运行以来，大大降低了人员投入、减少了事故的发生，缩短了停电时间，保证了安全生产，提高了经济效益和生产水平，为王庄煤矿的集约高效、安全和谐、可持续发展提供了有力保证。具有较好的经济效益、社会效益及推广价值。

参考文献：

工厂变电所监测智能化系统 篇6

1 系统设计方案

本系统中10 kV配电室中的SEL终保仪表、PDM仪表都具有开放ModBus通信接口,设置每块仪表的通信地址。采用的ModBusRTU协议,RS485通信接口,用屏蔽双绞线来连接配电室所有仪表。采用ModBus上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用ModBus协议发出。计算机通过专用线路连接而成。计算机主机和显示器均由UPS系统供电,进一步增加了系统运行的稳定性。其系统结构既包括RS485采集卡,由于设备较多ModBus通信协议是一对一轮询,采集的周期比较长,所以采用两块采集卡。设置统一的通信数据传输率为9.6 kbps,应用于各种数据采集和过程监控。我们采集数据区得到数据在上位机进行数据显示及处理。上位采用亚控开发的软件组态王,以节约成本。上位计算机人机界面数据实时连续运行,非故障或者管理员授权操作外,其他人员不得随意关闭此系统或者将本系统作为他用[1]。画面将向操作人员提供流量的瞬时数据、分段计量的实时数据、实时运行状态、当前及历史报警和事件,并能根据预先设定值发出报警提示和记录。操作人员经过授权,还可以对各个变量的历史趋势记录、历史数据等进行查询、打印、存档等操作。

2 ModBus介绍

ModBus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其他设备之间可以通信,它已经成为一种通用工业标准。标准的ModBus口使用RS—232C兼容串行接口,主要定义了连接口的针脚、通信电缆、数据信号位、传输波特率、奇偶校验等,能直接或经由Modem组网。 控制器通信使用主—从技术,即仅设备(主设备)能初始化传输(查询),其他设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应[2]。在ModBus系统中有两种传输模式可选择。这两种传输模式与从机PC通信的能力是同等的。选择时应视所用ModBus主机而定,每个ModBus系统只能使用一种模式,不允许两种模式混用。一种模式是ASCII(美国信息交换码),另一种模式是RTU(远程终端设备)。本系统采用是RTU模式。

3 软件的结构

3.1 组态王介绍

本系统中软件采用的是北京亚控科技开发组态王软件,它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。在本系统中,可以对各种仪表进行驱动,节省了很多开发时间[3]。

3.2 图形画面组态

组态王与SEL终保仪表、PDM仪表之间的通信通过驱动程序连接完成。组态王对这种仪表,都有完好的驱动程序。ModBus RTU协议是一种串行接口,本系统采用的数据传输率为9.6 kbps。组态通信功能时,建立一个仪表的设备连接,设置对应的仪表地址,添加驱动。

在配电室的上位机系统监控画面菜单上点击“配电站图”即可显示如图1界面。此画面是系统运行的主画面,此画面实时详细显示系统的当前状态。各种报警在报警显示区内会有记录,同时也会记录到历史报警数据库中以备后续查询。如图1所示:

3.3 主画面数据查看

在配电室中如选择上位机系统监控画面菜单上的按钮主画面数据查看,之后点击柜门,就可以显示如下界面。例如3号柜PDM表的数据,其中电压、电流、功率、断路器、接地刀SEL报警等。如图2所示。

上位机系统可以监控画面菜单上的按钮“一次接线图”可以显示如下界面: 10 kV配电站主要工艺流程。在测量断路器和接地刀设备连接时图示颜色变为红色。看到每个仪表的电压、电流、设备状况。如图3所示。

选择上位机系统监控画面菜单上的按钮“3#历史趋势”可以显示如下界面,常用参数的趋势曲线,保留时间为一年。通过右侧前后按钮进行选择翻页,其跨度为趋势区间内的数值,其后按钮为选择到当前趋势。通过右侧的选择下拉菜单选择所需的参数,参数下的线颜色即为当前趋势图中参数的曲线颜色,选择框下左右两个数值显示当前左右坐标笔对应处参数数值。单击趋势区间后的输入框,输入趋势图时间跨度的大小,最小跨度1min,输入值以分钟为单位,输入后按回车键,即可确认输入的时间跨度值。单击纵坐标,可切换四种的参数坐标(用对应选择框下的颜色来区分)。如图4所示:

数据库查询和发布,数据库记录环境等多系统数据集成到一个软件平台,并可以进行网页发布、3G传送、短信告知等,确保电站安全可靠运行。如图5所示。

4 结束语

本系统是通过ModBus协议连接设备仪表监测,ModBus协议为多种仪表的通信提供了很好的桥梁,增加了灵活性,减少了开发周期,节约人力,明显的提高工厂变电所的自动化程度。

摘要：在工厂变电所设备系统复杂、仪表型号多、数据量大的情况下,经常会产生无缝连接可靠性不高等问题。本系统通过ModBus协议连接各个子系统,解决了各种系统、仪表通信及监测、数据记录、报表打印、3G、网页发布等问题。

关键词：ModBus,变电所监控,智能系统

参考文献

[1]曹体居.110kV变电站优化设计[J].科技资讯,2010,(23):61—63.

[2]商国才.电力系统自动化[M].天津:天津大学版社,2007,(4):40—42.

变电所如何快速查找直流系统接地 篇7

直流接地包括了一点接地和两点接地两种情况:一点接地可能造成保护及自动装置误动或者拒动, 而两点接地, 除可能造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外, 还可能造成直流保险熔断, 使自动装置、保护装置以及控制回路失去电源。在大型变电所较复杂的保护回路中如果同时出现同极两点接地, 就有可能将某些继电器短接, 不能正常动作跳闸, 致使上级保护动作造成越级跳闸, 进而使事故扩大。

在直流系统中, 直流正、负极对地是绝缘良好时, 发生一极接地时不会构成接地电流的通路而不能引起任何危害, 但一极接地长期工作是不允许的, 因为在同一极的另外一地点如果再发生接地时, 就可能造成继电保护、信号装置或自动装置的不正确动作。发生一点接地后再发生另一极接地就将造成直流短路。

直流系统发生正极接地时, 有可能造成保护误动, 因为电磁机构的跳闸线圈通常都接于电源负极一端, 倘若回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流系统负极接地时, 如果回路中再有一点接地时, 就可能使跳闸或合闸回路短路, 造成保护装置和断路器拒动, 烧坏继电器, 造成熔断器熔断, 从而使事故扩大。

两极两点同时接地将跳闸或合闸回路短路, 不仅可能使熔断器熔断, 还可能烧坏继电器的接点。

所以, 变电所一旦发生直流系统接地故障的时候, 应该马上查找进而快速排除事故。

2 查找变电所直流系统接地故障的原则

根据事故发生时的天气情况, 近期系统的操作情况, 系统的运行方式, 本着先室外, 后室内, 先照明信号回路, 后合闸回路, 最后控制回路, 先低电压, 后高电压, 先次要负荷, 后主要负荷的原则, 采取依次拉路选段处理的方法。 (拉路时若负荷是环形供电, 必须先开环) 。在拉开某一直流回路的负荷开关时, 拉开之后马上合上, 时间一定控制在3秒钟以内, 不论回路是否有接地均应合上, 如果有些负荷不能瞬间停电, 停电会造成系统误动作, 这样的负荷先不要拉, 之后依次选择其他可以拉路选段的负荷, 待所有负荷选择完毕, 接地故障如果仍未消除, 基本确定接地故障在没有拉开的负荷回路上, 则必须采取切实可行的防止直流电源消失后保护误动的措施, 如申请断开保护跳闸压板或联系工序, 在保证保护不误动或不影响工序正常生产的情况下, 并征得部门生产控制室同意后方可进行选接地操作。

3 查找变电所直流系统接地故障的方法:

3.1 通常采用的方法

当变电所发生直流系统接地时, 根据变电所绝缘监测装置实际配置情况, 借助接地光字牌、主监控绝缘报警系统、直流接地检测仪报警等监测手段, 并通过切换接地监测电压表或查看报警记录及参数, 判明直流接地的极性。常用方法是:当主控屏显示“直流系统接地”光字牌亮时, 工作人员应先旋转绝缘监查电压表下侧的转换开关, 此时密切关注接地电压表, 如果表针向右摆, 接地电压表示数为220伏或在220伏左右, 说明是正极接地;反之, 如果旋转转换开关时, 接地电压表的指针向左摆动, 表读数达到220伏或在220伏左右, 说明是直流系统负极接地。初学者可能容易混淆或者不能长时间记住, 可以用一个通俗的办法记忆, 把接地电压表的表盘看成是一个数轴, 表针指向右侧摆就是正极接地, 表针指向左侧摆就是负极接地。接地极性确定以后, 就可以进行这样处理:检查户外开关关闭不严的室外端子箱、接线箱、密封不严的刀闸机构箱、无防雨罩的瓦斯继电器等室外设备、现场工序易潮湿、易发生接地的开路、缺陷记录上记录的设备缺陷以及近期有过检修工作或操作过的电气设备和回路是否有潮湿、进水短路, 接皮等接地状况。若直流屏上负荷开关所带负荷中存在不允许短时停电负荷 (失去电源后会引起保护误动作) 。则禁止直接断开直流屏上此负荷开关, 而应从该负荷开关所带本段各配出开路本柜控制电源上逐一拉路查找, 查找过程中也不允许选切不允许短时停电负荷 (失去电源后会引起保护误动作) , 若直流屏上负荷开关所带负荷中不存在不允许短时停电负荷, 则可直接拉直流控制屏的各路负荷开关。不论接地现象是否解除, 3秒钟之内必须将拉开的负荷开关合上。如果拉开此开关直流接地现象消除, 则可以判断接地点就在该段母线上。接下来可依次拉开该段母线上所有配出回路直流电源, 进而判断确切的接地回路并进行有效处理, 彻底消除接地现象。如果拉开直流屏上此开关直流接地现象没有消除, 则应选择依次拉直流屏上其他配出负荷开关, 方法同上。不管是在直流屏配出负荷开关中拉路查找接地还是在直流屏配出负荷开关所带的下一级负荷中查找接地, 都必须坚持直流系统查找接地的原则。

3.2 查找直流系统接地拉路的顺序

(1) 阴雨天气, 重点先找室外端子箱、接线箱、密封不严的刀闸机构箱、无防雨罩的瓦斯继电器等室外设备。

(2) 先找有工作的回路和近期工作过的回路, 后找其它回路。

(3) 先找事故照明、信号回路、充电装置回路、蓄电池组, 后找其它回路。

(4) 先找合闸回路, 后找控制回路、保护回路。

(5) 先找室外设备, 后找室内设备。

(6) 先找电压相对低回路, 后找电压相对高回路。

(7) 先找简单回路, 后找复杂回路。

(8) 先找一般负荷, 后找重要负荷。

3.3查找直流接地时应注意的事项

(1) 查找故障时应两人进行;

(2) 禁止用灯泡查找直流接地, 防止直流系统回路短路。

摘要：直流系统是变电站的一个重要组成部分, 直流系统接地是常见的缺陷。主要介绍了变电站直流接地的危害, 阐述了直流系统接地故障查找原则及查找方法, 有利于变电所值班人员及时消除直流系统接地故障, 保证设备安全可靠运行。

变电所电气系统可靠性分析 篇8

1 可靠性概念

可靠性的概念是指:元件、设备和系统在预定时间内和规定条件下, 对相关系统的预定功能进行完成的概率。系统的可靠性一般具有实用性、科学性和时间性三大特点[2]。

1.1 实用性

所谓实用性是指任何系统都需要进行相关的可靠性分析, 因此可靠性往往与相关的工程实践紧密联系与结合, 具有非常强大的生命力。

1.2 科学性

是指可靠性分析必须依靠一整套独特的科学理论和方法, 是需要通过相关的计算进行分析和预测的。

1.3 时间性

这是指可靠性分析存在与整个系统开发运营的全过程, 在系统的各个阶段, 如设计阶段、研制阶段、制造阶段、应用阶段, 可靠性分析都将起到非常重要的作用。

2 变电所电气系统可靠性评估体系设计

目前, 对于电气系统可靠性评估国家还未出台一个统一的标准[3], 本人根据平时的工作经验及国家和所在公司对于电力系统管理的相关要求, 尝试性提出了于电气系统可靠性评估框架。

2.1 体系的组成

该体系由电气设计、安装、检查、整改等4个要素组成。

2.2 体系重要度设定依据及设定标准

体系重要度可分为四个等级:特级、一级、二级和三级, 如下[4]。

(1) 核心电气件为特级保护对象。

(2) 重要电气件为一级保护对象。

(3) 一般电气件为二级保护对象。

(4) 辅助电气件为三级保护对象。

照判分标准分别赋予不同的分值 (见表1) 。

2.3 可靠性评估体系组成检查表的编制

体系组成检查表的编制可将每个组成要素按其内容分为若干个分项内容[5], 并根据其重要度赋予不同的分值 (见表1) 。

2.4 比例系数

根据体系组成的重要度进行权衡系数赋值, 取总值为1, 以减少直接赋值带来的误差 (见表2) 。

2.5 电气系统可靠性计算方式

电气系统可靠性是指保护对象安全性的可靠程度, 其计算公式为:

式 (1) 中, S1为变电所各电气件可靠性;

Xi为变电所各电气件可靠性评价得分;

Yi为变电所各电气件可靠性理论分值。

变电所体系可靠性计算:

式 (2) 中, S2为变电所体系可靠性;

Xij为体系评价得分 (所属要素得分之和) ;

Yij为体系分值 (所属要素分值之和) ;

Kj为比例系数。

说明:评测时计为0分, 并列入统计计算。

2.6 电气系统可靠性等级的确定

(1) 电气系统可靠性等级可分为本质安全型、安全型、基本安全型、不安全型4个等级。其各自含义如下。

本质安全型是指对象的电气管理现状均符合相关使用要求, 达到了当前条件下的本质安全状态, 一般情况下不会发生失效的现象。

安全型单位是指对象的电气管理现状与相关使用要求基本相符, 但存在有少量的一般失效隐患, 发生失效的现象的风险性很小。

基本安全型是指对象的电气管理现状与相关使用要求有较多不符之处, 且存在着较多的失效隐患, 发生失效的现象的风险性较大。

不安全型是指对象的电气管理现状与相关使用要求相差甚远, 存在着重大失效隐患, 随时都有可能发生失效的现象。

(2) 根据体系的可靠性值确定电气系统的可靠性等级 (见表3) 。

(3) 编制电气系统可靠性评估体系报告书。

3 案例分析

以变电所核心部件变压器为例, 介绍本文的可靠性评估分析法在变电所电气系统可靠性评价中的应用。

3.1 确定分析的范围

变压器是一种将交流电压升高或降低, 又能保持频率不变的静止电气设备。油浸式电力变压器主要部件包括:器身 (绕组、铁芯) 、油箱 (油箱本体、油箱附体) 、调压装置 (无励磁分接开关或有载分接开关) 、冷却装置 (散热器或冷却器) 、保护装置 (储油柜、油位计、安全气道、吸湿器) 、出线装置 (高压、中压、低压套管、电缆出线盒) 。针对油浸式电力变压器的构成, 确定变压器易引起失效现象的关键部件为绕组、铁芯、油箱、分接开关、引线和接地端子等。

3.2 故障发生隐患

(1) 设计隐患。

(1) 绕组, 如绝缘击穿、断线、变形等。

(2) 铁芯, 如铁芯叠片之间绝缘不好、接地不好做芯的穿心螺栓绝缘击穿。

(3) 内部的装配器具损坏。

(4) 电压分接开关, 引接线。

(5) 绝缘油老化。

(2) 安装隐患。

(1) 油箱, 如焊接质量不好, 密封垫圈不好。

(2) 电压分接开关传动装置, 如机械操动部分, 控制设备。

(3) 冷却装置, 如风扇、输油泵、控制设备。

(4) 附件, 如绝缘套管、温度计、油位计等。

(3) 检查隐患。

(1) 长时间未对变压器进行安全型检查。

(2) 使用方法不正确。

(4) 整改隐患。

(1) 针对变压器的硬件故障未予整改。

(2) 未对操作人员进行正确的使用培训。

将以上4种失效隐患进行分析。分别对其实际得分与理论得分进行评价, 其中理论得分按一级体系表执行。具体得分如表4和表5所示。

按表2的体系组成比例系数与上表的各个隐患因素进行一一计算, 通过式 (2) 体系安全度公式, 最终得出体系安全度得分为0.4995, 即该变压器属于不安全型, 需要进行重点维护和分析。

4 结语

本文对变电所电气系统可靠性进行了分析, 并从分析变电所电气系统失效的原因入手, 最后针对这些原因对其可靠性进行评估和计算。同时, 本文设计了一套应用于变电所电气系统可靠性评估的系统, 最后以变电所核心部件变压器为例, 利用本文的可靠性评估分析法对其进行了可靠性评估, 证明了本文系统的可靠性。

摘要：变电所运行的稳定性和可靠性对我国电力系统的安全有着重要的意义。变电所内的电气系统和电气元件的可靠性和稳定性是整个变电所安全运行的关键。纵观国内外的研究文献多是从如何提高变电所电气系统的可靠性及相关可靠性分析方法的角度进行研究, 本文认为从分析变电所电气系统实效的原因入手, 并针对这些原因对其可靠性进行评估和计算, 进而提出提高变电所电气系统可靠性的方法, 可以有效的提高我国电力系统安全运营的水准。

关键词：变电所,电气系统,可靠性

参考文献

[1]郭永基.电力系统可靠性原理和应用[M].清华大学出版社, 2010, 8.

[2]杨莳百.发电系统可靠性分析原理和方法[M].水利电力出版社, 2009, 7.

[3]杨莳百.电力系统可靠性分析基础及应用[M].水利电力出版社, 2008, 7.

[4]别朝红, 王锡凡.配电系统的可靠性分析[J].中国电力, 2009, 30 (5) .

[5]韩富春, 陈崇浩.城市配电系统可靠性评估方法研究[J].中国电力, 2010, 29 (2) .

[6]王金芝, 符建国.配电系统结线方式的可靠性分析[J].电网技术, 2009, 19 (11) .

变电所综合自动化系统应用分析 篇9

1 变电所综合自动化系统的组成及其实现

1.1 系统结构

变电所计算机监控系统采用分层分布式网络结构, 设站控层和间隔层。

(1) 站控层。

站控层设备集中设置, 并实现整个系统的监控功能, 站控层网络连接计算机主机、操作员工作站、远动工作站等。站控层的主要任务如下。

(1) 通过两级高速网络汇总全站的实时数据信息, 不断刷新实时数据库, 按时登录历史数据库。

(2) 按既定规定规约将有关数据信息送向调度或控制中心。

(3) 接收调度或控制中心有关控制命令拼转间隔层、过程执行。

(4) 具有在线可编程的全站操作闭锁控制功能具有站内当地监控人机联系功能。

(5) 具有变电所故障自动分析和操作培训功能。

(2) 间隔层。

间隔层设备实现就地监控功能, 连接各间隔单元的智能I/0设备等。在站控层及网络失效的情况下, 仍能独立完成间隔层的监测和控制功能。间隔层设备按一次电气间隔分散下放置于各继电器小室。间隔层的主要功能如下。

(1) 汇总本间隔过程层实时数据信息。

(2) 实施对一次设备保护控制功能。

(3) 实施本间隔操作闭锁功能。

(4) 实施操作同期及其他控制功能。

(5) 对数据采集、统计运行算及控制命令的发出具有优先级别的控制。

(6) 承上启下的通信功能, 即同时高速完成过程层及站控层的网络通信功能。必要时, 上下网络接口具备双口全双工方式, 以提高信息通道的冗余度, 保证网络通信的可靠性。

1.2 网络结构

网络系统应符合国际标准化组织OSI模式。传输速率 (交换式) ≥100M, 站级控制层采用双以太计算机局域网连接方式, 间隔层采用以太网连接方式, 将各工作站互联, 实现资源共享。站级层、间隔层内通信介质采用屏蔽双绞线, 站级层与间隔层间通信介质采用非金属光缆。

1.3 常见通讯方式

目前国内常采用以太网通讯方式。常见的通讯方式如下。

(1) 双以太网、双监控机模式, 主要是用于220k V~500k V变电所, 在实现上可以是双控机+双服务器方式, 支撑光/电以及网。

(2) 单以太网, 双/单监控机模式。

(3) 双LON网, 双监控机模式。

(4) 单LON网, 双/单监控机模式。

1.4 变电所自动化实现的功能

(1) 微机保护:是对站内所有的电气设备进行保护, 包括线路保护, 变压器保护母线保护, 电容器保护及备自投、低周减载等安全自动装置。

(2) 数据采集及处理功能:包括状态数据、模拟数据和脉冲数据。

(3) 事件记录及故障录波测距功能。

(4) 控制和操作功能:操作人员可通过后台监控机屏幕对断路器、隔离开关, 变压器分接头, 电容器组投切进行远方操作。

(5) 防误闭锁功能。

(6) 数据处理和记录功能。如断路器动作次数、输电线路的有功、无功、变压器的有功、无功, 母线电压定时记录的最大、最小值及其时间等等。

2 变电所综合自动化系统与传统变电所的比较

传统的保护系统与微机保护装置系统的主要区别, 在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器, 并取消了传统的信号屏等装置, 相应的信号都输入至计算机。

常规变电所将大量现场一次设备, 如变压器、开关、母线、电压互感器 (Tv) 、电流互感器 (TA) 等, 同安装在控制室内的单项自动化装置 (如继电保护、重合闸、故障录波和测距、各种变送器、远动装置、测量仪表等) , 之间用大量电缆一一对应地连接起来。其设备复杂, 占地面积大, 各种工作量大。而变电所综合自动化方式的最大特征是将上述分散设备综合集成在一起, 形成两级单元:间隔级单元和中央单元, 完全取消了传统的集中控制屏, 整个变电所二次系统结构非常简单清晰, 所有设备由微机保护屏、微机采集屏、交直流屏和监控系统组成。屏柜的数量较传统的设计方式大量减少。同时控制电缆也大大减少。并且由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏, 使得所有的捉拿更加安全、可靠、方便。这也将是今后各种电压等级变电所自动化技术的发展方向。

3 变电所计算机监控系统操作方法及注意事项

3.1 操作方法

在后台监控机上进行操作时, 首先进人细节分图, 操作时必须严格执行监护复诵制, 整个过程中必须按票进行。操作过程如下:监护人根据操作票内容唱票, 操作人用鼠标指着设备复诵, 监护人确认无误后, 发出“对!执行”命令, 操作人在细节分图右击需操作设备, 在弹出相应的操作菜单, 操作人和监护人分别输入自已的用户名和密码后方可进行操作。操作人与监护人核实操作设备位置信号变位后, 此次操作才结束。

3.2 注意事项

(1) 监控系统在运行中严禁拔插设备及插件。严禁在无操作命令的情况下, 对监控系统人机界面中随意操作。 (2) 值班员除进行正常的监控巡视、倒闸操作外, 严禁对任何数据、文件及图形进行更改、删除。如发现监控系统存在缺陷, 向值班负责人汇报, 值班负责人确认后汇报调度, 由调度通知相关部门进行处理。

4 结语

通过以上分析, 可以看出变电所综合自动化对于实现电网调度和现场管理现代化, 提高电网的安全和经济运行水平起到很大的作用。其优越性在电能质量、变电所的安全、可靠运行水平等方面均有较好的体现。随着通信技术和计算机技术的迅猛发展, 给变电所综合自动化系统技术水平的提高注人了新的活力, 变电所综合自动化技术的发展将不断朝着网络化、智能化、多媒体化的方向迈进。

参考文献

[1]王远璋.变电站综合自动化系统现场技术与运行维护[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[2]吴磊, 等.综合自动化系统在变电站的应用[J].工业控制计算机, 2007 (12) .

供电系统变电检修管理系统研究 篇10

摘要：供电系统变电检修是保障变电运行安全的重要措施，在变电管理工作中占据着重要的地位。而在实际开展检修活动时，需要建立相关的变电检修管理系统，利用该系统来对变电站或其他供电系统进行检测和修理，切实保证系统变电运行的质量。本篇文章从供电系统变电检修管理系统的设计入手，对其系统的管理方式、设计方法以及数字化的实现进行论述，并得出相关结论，以供同行参考。

关键词：供电系统；故障；变电检修；检修管理；数字化管理

现行的关于变电站或其他供电系统的变电运行故障检修仍然采用手工检索，这种检索方式不仅存在应用缺陷，还比较耗费人力和时间，在现行的检修管理中已经表现出不适应现象。针对此种情况，在以后的供电运行工作中就必须加强管理，不断改进或改善供电系统变电检修措施，以达到提高变电检修质量，保证变电安全运行的关键。下面对供电系统变电检修管理系统的总体设计形式，以及数字化管理系统的实现方法作详细论述。

一、供电系统变电检修管理系统的总体设计形式

1、设计要求

供电系统变电检修管理系统的设计形式主要分为两个部分，一是数据库设计，二是应用程序设计。二者在设计时需要遵循的设计要求大致包括以下几点：

（1）首先，建立一个统一的数据库或数据平台，将变电检修工作中所产生的所有信息数据都收录、集成到这个数据平台中，做好系统中生技管理数据库、调度运行数据库以及MIS变电运行数据库之间的相互衔接，尤其要注意供电系统变电检修管理系统中共性数据结构的一致性，达到管理系统中不同分项系统数据共享的目的。

（2）其次，系统程序的的设计要面向和落实基层班组，这是因为系统中共享程序的执行操作者是基层班组人员，且大量的程序数据都来源于基层工作，由基层工作中的项目执行所获得。所以在设计管理系统程序时，一定要注意考虑到程序的基层性问题，以免系统设计完成后脱离基层，进而导致系统无法正常开展工作。笔者在这里所的指出的面向基层班组人员的管理系统设计思想主要指，给基层班组人员灌输或贯彻检修管理科学化意识，让设计人员意识到基层班组及其基层工作的重要性，以提高管理系统设计中检修数据的真实性，并保证它的及时更新。

（3）最后，设计要面向主体业务。变电检修管理系统的主要作用就是对变电检修行为和业务进行检修，所以在设计其系统时必须要围绕检修主体业务，设计出一套完整的检修业务流程，并在过程中着重突出信息化管理，使检修业务在正式实行时能够变得规范。设计面向主体业务化的最大好处是方便对检修工作进行监督和检查，且能够对相同的数据信息进行一点录入，同时共享。

2、管理系统的设计框架

单就变电检修的目的来看，就是为了监测和诊断故障，所以检修管理系统在设计时也要从故障监测和故障诊断两个方面来考虑。目前国内市场上拥有的在线监测和诊断系统主要有两种形式，一是面向对象的分布式管理系统，二是面向对象的集控式管理系统，生活中使用得最多的是集成分布式管理系統，能够实现故障监测、数据信息传输、信息处理、状态识别等多项功能。下面对集成分布式变电检修管理系统的设计框架作简要介绍。

（1）数据信息的检测、传输

该系统在实际设计时需要按照检测对象以及检测诊断目的的不同来选择类型不同，但具有相应功能的传感器来对变电站内部设备的运行状态进行检测，并将获得的特征量信息如实反映出来。

（2）数据处理

数据处理包括两种形式，一种是前台机会预处理，一种是后台机综合处理。设计时常采用磁场干扰抑制、维数压缩等方式来提取相应的，能够真实反映变电站内部设备或系统发生故障的特征量。

（3）状态识别（即诊断）

对经数据处理单元的有效数据与规程（导则）、历史数据、运行经验及专家知识等进行分析比较，对设备故障分类、故障部位定位、严重程度判定等。

（4）在线评估

对状态识别诊断出的故障，由决策支持系统根据预置的值进行报警或由预测分析软件对故障的发展趋势和设备绝缘安全运行时间（或称剩余寿命）等进行评估推测，为状态维修决策提供依据。

二、电系统变电检修数字化管理系统的实现

1、管理系统的数据库设计

数据库是管理信息系统的核心，是存储数据的实体，是全系统信息资源共享的基础。数据库设计是程序设计的基础和前提，数据库系统设计的优劣将影响整个系统的性能。在数据库体系结构中，数据的层次可分为五层，即字符、数据项、记录、文卷、数据库。数据库是一个范畴内所有文卷的集合，文卷是同种类型记录值的集合，记录由数据项组成，数据项又由字符组成。

2、在线监测与状态检修的关系探讨

从状态检修的定义我们可以知道，状态检修是以分析设备状态信息，掌握设备状态为基础的，而在线监测采集的信息是设备状态信息中的重要组成，因而在在线监测技术水平发展至高可靠性和高智能化时，将大大推动状态检修的发展。但同样要认识到，并非未安装在线监测装置就不能开展状态检修工作，状态检修其实质是主动掌握设备动态，观察增量趋势，重视历史资料，防止设备发生故障。一部分电气设备自身具备进行数据的监测与分析能力，尤其是微机型继电保护。

基于上述认识，加之目前在线监测技术发展的实际水平不能满足推广应用，且投入大，我们认为在当前很长的一段时间内开展变电设备状态检修应注重对状态检修总体策略的研究，慎重开发、研究和选用成熟在线监测系统，积极推广带电检测工作，加强基础数据管理与综合分析。

三、结束语

综上所述，供电系统变电检修是变电运行安全的重要保障，只有做好了设备与系统的变电检修，供电系统才能实现正常运行和安全运行。在本篇文章中，笔者对供电系统变电检修管理系统进行了研究，讨论了该系统的设计原则和设计框架，并提出管理系统数字化的实现，对数字化变电检修管理系统的设计方法作了论述，得出电力行业应该积极推动数字化带电检测工作的结论，希望能为同行提供一份参考。

参考文献：

[1] 许婧，王品.电力设各状态检修技术研究综述[J].电网技术，2000，（8）：48～52.

[2] 盛兆顺，尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用[M].北京：化学工业出版 社，2003.

变电所门禁系统论文 篇11

牵引变电所一次设备一般采用户外布置, 长期承受大电流过负荷冲击的同时, 还有经受刮风、下雨、严寒、酷暑等恶劣条件的考验, 牵引变电所设备技术状态时常发生变化, 导致故障发生。据统计, 京沪线、胶济线、胶济客专牵引变电所主变压器二次接线端子、T型线夹、穿墙套管线夹、隔离开关电连接线夹、接触网上网点线夹、电联结线夹、隔离开关电连接线夹等处的电气烧伤故障占总故障数的39%。

牵引变电设备电气烧伤故障的原因虽然很多, 但不论是什么原因, 故障发生前, 都存在温度升高的现象。如果能及时发现导线或零部件的温度异常升高, 立即采取措施, 就可能避免故障的发生, 降低故障发生的概率, 从而提高接触网运行的安全可靠性。

对设备线夹的温度升高, 设备维护单位一般采用人工巡视的方法, 通过激光测温仪或望远镜观察测温片的变化来判断温度的变化, 存在人员误判和不及时的现象。本文结合牵引变电所的运营实际, 提出一种基于无线传感器网络技术、Internet网络通信技术、计算机技术的牵引变电所温度在线监测系统, 可有效对设备关键部位 (牵引变电所主导电回路等) 温度变化进行全天候实时在线监测, 对电气烧伤起到预警作用, 对保障牵引变电所安全运行有重要意义。

1 工作原理

采用无线温度传感器 (即无线温度采集单元) , 传感器被直接安装在高压带电体被测接点上, 准确地跟踪发热接点的温度变化, 当温度变化时立即利用短距离无线通信手段向外发送温度信息。

数据集中器负责接收无线温度传感器发送的温度数据, 一台数据集中器可以接收和管理几十甚至几百个传感器发送数据, 数据集中器与传感器之间的距离可达数百米。经简单处理和缓存后, 数据集中器借助专用以太网络或移动通信网络, 以MODBUS或TCP/IP通信方式, 把监测温度数据集中上传到监控中心。

监控中心接收各个监测点的现场数据, 通过分析处理, 保存到数据库中, 同时显示在计算机屏幕上, 并且根据温度变化情况提示告警, 超限时系统可在铁路牵引变电所电气接线图上以语音、图形等形式发出报警信息, 便于精准查找故障和指导检修。

2 系统组成

该系统由无线温度采集单元、数据集中器和中心数据处理单元三大部分组成。

(1) 感温元件:负责感知被监测点的工作温度, 把温度信号转换为电信号。感温元件选用监测温度范围达-40℃~+200℃的Pt100铂电阻。使用时, 感温元件直接安装在发热接点上, 以便快速、准确感应监测点的温度变化。

(2) 单片机控制电路:负责采集感温元件输出的温度信号, 当温度发生变化时, 立即控制无线通信模块对外发送数据。为了降低功耗, 控制电路一般工作于低功耗模式, 能够定时自动唤醒进行工作。

(3) 无线通信模块:负责对外发送数据, 发送数据包括采集到的温度、电池电压、感温元件是否故障等信息。在无遮挡情况下, 无线通信距离在500m以上。

(4) 高能电池:无线温度采集单元使用大容量锂电池供电, 经过精心设计, 一节1/2AA的1200m Ah电池能够满足3~5年工作需要。

(2) 数据集中器

(1) 采集单元通信模块:利用采集单元通信模块, 一个数据集中器可以收集多个无线温度采集单元发送的数据, 本系统设计1个数据集中器最多可管理100个温度采集单元。温度采集单元与数据集中器之间的无线通信距离可达500米以上。也就是说1个数据集中器能够接收以其为中心、半径500米范围内100个监测点的温度数据。

(2) 远程通信模块:远程通信模块负责把收集到的监测数据从现场传输到遥远的监控中心。该系统的数据集中器采用GPRS DTU作为其远程通信模块。

(3) MCU控制处理模块:MCU控制处理模块是数据集中器的核心, 负责整个集中器的控制管理, 采集数据的集中存储、循环显示, 以及工作参数的配置修改等。

(4) 电源模块:电源模块为数据集中器的其它模块提供连续稳定的电源供应。考虑到后期该系统可推广到供电线上网点、站场等处的电气连接点, 此时数据集中器一般安装在野外, 一般就近不容易获得AC220V供电, 考虑到数据集中器总体功耗较低, 比较适合采用太阳能方式供电。

(3) 中心处理单元

(1) 通信服务器:通信服务器每天24小时不间断工作, 负责与所有监控现场的数据集中器进行通信, 采集其存储数据, 并存入数据库服务器。

(2) 数据库服务器:采用Oracle/SQL Server数据库管理系统对上传到监控中心的采集数据进行集中保存管理。

(3) WEB服务器:提供完善的信息发布与共享功能, 利用WEB Browser/Server方式动态生成IE浏览界面, 方便用户监控系统运行情况, 查询、回放历史记录数据。

(4) 测温工作站:测温工作站专为监控值班人员设置, 利用图形界面方式, 直观显示各测温点的最新温度数据, 当有监测点的温度超过设定门限时触发报警, 以语音形式提示值班人员进行必要处理。

3 安装

(1) 无线温度采集单元

无线温度采集单元安装在牵引变电所设备的关键连接点, 包括各种接线端子、T型线夹、上网点电连接线夹、隔离开关线夹等容易老化、松动发热部位。

(2) 数据集中器

数据集中器固定在隔离开关附近的水泥柱上, 机箱下部离地面距离不小于2.5米, 太阳能电池板固定在水泥柱向南方一侧, 电池板底边距离地面不少于2.5米。

(3) 中心数据处理单元

配置相应的软硬件, 并把温度信息通过工作站显示在监控中心。

4 报警温度值的设定

对于输电导线的发热报警值, 《交流高压电器在长期工作时的发热》 (GB763—90) 和《高压直流架空送电线路技术导则》 (DL436—91) 要求钢芯铝绞线的最高工作允许温度为+70℃。

又据《电力金具通用技术条件》 (GB2314—85) 中的规则, 在正常负荷运行情况下, 高压交、直流线路金具发热温度应与输电线路的导线温度相同或比它小。

牵引变电所主要采用钢芯铝绞线, 因此依据上述规范要求, 将牵引变电所温度在线监测系统的报警温度值设为+70℃。

5 设备缺陷判断方法

设备缺陷的判断方法采用绝对温度判断法和相对温度判断法相结合的方法。

(1) 绝对温度判断法

取被测量对象 (接头、金具) 的温度为T, 则70℃≤T<90℃为一般缺陷;90℃≤T<120℃为重大缺陷;T≥120℃为紧急缺陷。

(2) 相对温度判断法

取被测量对象 (接头、金具) 的温度为T1, 被测对象附近环境温度为参考温度T2, 两者之间温差△T=T1-T2, 则20℃≤△T<40℃为一般缺陷;40℃≤△T<70℃为重大缺陷;△T≥70℃为紧急缺陷。

6 应用效果

2012年8月29日14:25分, 监控中心报:北园牵引变电所1#变压器二次接线端子处检测温度超过环境温度20℃, 后经检修车间要点检查造成温度升高的原因为螺栓松动。

7 结束语

经过两年的现场运行考验, 牵引变电所温度在线监测系统运行稳定、测量温度数据准确, 系统功能完善, 经现场应用, 能够满足牵引变电所设备故障多发部位温度实时监测、故障报警等需求。

然而由于系统研发基本上是从零开始做起, 可供借鉴的经验很少, 尚需进一步跟踪现场的监测数据, 优化温度报警阈值。

参考文献

[1]王华荣, 董昭德, 赵丽萍, 等.接触网智能巡检系统的设计与开发[J].电气化铁道, 2005 (5) .