江門(mén)明浩實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 陳國(guó)文

淺析自動(dòng)化裝置在配網(wǎng)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

江門(mén)明浩實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司 陳國(guó)文

本文就介紹了三種目前應(yīng)用于配網(wǎng)供電系統(tǒng)中的自動(dòng)化裝置：10kV共箱式帶開(kāi)關(guān)電纜分接箱、10kV真空斷路器及基于GPRS技術(shù)的電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控裝置，淺談了他們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。

自動(dòng)化；供配電系統(tǒng)；電網(wǎng)

1 10kV共箱式帶開(kāi)關(guān)電纜分接箱

1.1 接線設(shè)計(jì)方案的選擇及相關(guān)問(wèn)題分析

10kV共箱式帶開(kāi)關(guān)電纜分接箱要根據(jù)不同的用戶設(shè)計(jì)方案來(lái)選擇接線方式,由于照比傳統(tǒng)電纜分接箱的電纜接線功能之上還豐富了電路分?jǐn)嗍焦δ?所以目前的電纜分接箱具備更多功能,比如進(jìn)線側(cè)帶斷路器與負(fù)荷側(cè)帶斷路器兩種,根據(jù)這兩種功能的斷路器還可以將電纜進(jìn)線劃分為環(huán)網(wǎng)型進(jìn)線和終端型進(jìn)線。

1.2 關(guān)于接地

10kV共箱式帶開(kāi)關(guān)電纜分接箱除了對(duì)箱體本體有很?chē)?yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求之外,它的連接接地元件也必須遵循規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)和應(yīng)用。普通的電纜分接箱接地元件包括金屬外部保護(hù)箱體以及從接地端子處延伸出來(lái)的金屬外殼、自動(dòng)遠(yuǎn)程控制裝置和接地導(dǎo)體等等。

例如在2010年8月,某線路工程電纜箱在送電過(guò)程中,電纜頭對(duì)其最近的接地點(diǎn)發(fā)生了放電現(xiàn)象,卻沒(méi)有及時(shí)找到事故發(fā)生原因。在之后的排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn),該電纜分接箱的避雷器設(shè)備、箱體外殼保護(hù)與電纜頭接地連接在了一起,而接地端子內(nèi)部也已經(jīng)連接到了系統(tǒng)專用的接地銅母線排上,不過(guò)卻沒(méi)有與系統(tǒng)外部接地存在聯(lián)系。經(jīng)對(duì)接地電阻測(cè)試后發(fā)現(xiàn),接地電阻超出標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了6Ω。維修中斷電后重新連接了接地線,然后再次送電才排除了異常送電現(xiàn)象[1]。

2 10kV真空斷路器

2.1 概述

10kV高壓真空斷路器分為兩種:戶外高壓真空斷路器與戶內(nèi)真空斷路器,目前最新的永磁式真空斷路器在設(shè)計(jì)和工作原理上都較為領(lǐng)先,它所采用的是電磁鐵動(dòng)態(tài)操作技術(shù),全部工作均由電子器件操控完成。

如圖1所示,圖中即為真空斷路器的整體內(nèi)部結(jié)構(gòu),其中:1-操作機(jī)構(gòu)外殼;2-面板;3-上出線座;4-絕緣筒;5-真空滅弧室;6-導(dǎo)電夾;7-下出線座;8-觸頭彈簧;9-絕緣拉桿;10-傳統(tǒng)拐臂。

圖1 真空斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 基于提高運(yùn)行穩(wěn)定性基準(zhǔn)的10kV真空斷路器應(yīng)用

真空斷路器在選型上最為首要的目的就是具備安全穩(wěn)定的運(yùn)行能力,另外,設(shè)備選型應(yīng)該保證連續(xù)性,做好對(duì)10kV真空斷路器的交接與調(diào)試工作,要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備中可能存在的任何缺陷,確保設(shè)備在良好的狀態(tài)下運(yùn)行。比如對(duì)110kV變電站來(lái)說(shuō),在安裝調(diào)節(jié)ZN12型號(hào)的10kV真空斷路器過(guò)程中,應(yīng)該仔細(xì)檢查其是否存在拒合問(wèn)題、包括本體漏氣和復(fù)數(shù)絕緣件中分合閘緩沖器以及連桿的擊穿機(jī)構(gòu)異常問(wèn)題,這些都是能夠影響真空斷路器安全運(yùn)行的重要因素。

2.3 真空斷路器的運(yùn)行監(jiān)視

考慮到真空斷路器的真空泡內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生真空度上升伴隨放電聲與輝光等問(wèn)題,所以維護(hù)人員應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)切斷電源進(jìn)行檢修。出現(xiàn)放電聲與輝光證明斷路器的真空度已經(jīng)無(wú)法滿足系統(tǒng)開(kāi)斷負(fù)荷電流的正常需求,所以如果持續(xù)運(yùn)行真空斷路器很可能造成設(shè)備故障甚至導(dǎo)致由電弧熄滅而引發(fā)的惡性電火事故[2]。

3 基于GPRS的配網(wǎng)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控

3.1 GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸

首先,基于GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸相當(dāng)快速便捷,它主要由負(fù)責(zé)處理DTU上傳數(shù)據(jù)中心、提供數(shù)據(jù)輸出端口RS232/485的用戶數(shù)據(jù)終端以及GPRS網(wǎng)絡(luò)組成,完全滿足了用戶的各種數(shù)據(jù)通信需求。

3.2 基于GPRS的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能應(yīng)用

3.2.1 監(jiān)控點(diǎn)圖示模塊分布

在這一點(diǎn)上系統(tǒng)提供了多窗口方式調(diào)節(jié)不同的監(jiān)控區(qū)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài),在不同的級(jí)別窗口下,都會(huì)有不同顏色的指示燈進(jìn)行前測(cè)控終端的信號(hào)提示,并時(shí)刻監(jiān)視傳輸線路是否存在任何異常情況。

3.2.2 事件記錄和歷史查詢

該功能保證在電網(wǎng)系統(tǒng)停止運(yùn)行的情況下,能實(shí)時(shí)將各電力系統(tǒng)終端的狀態(tài)反饋給監(jiān)控中心,其中監(jiān)控中心是根據(jù)DTU進(jìn)行反饋信息接收的,它具備順序記錄回饋消息的功能,這一功能對(duì)于電網(wǎng)自動(dòng)化配置及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視具有指導(dǎo)意義[3]。

3.2.3 指示管理功能

配網(wǎng)供電系統(tǒng)在監(jiān)控對(duì)象過(guò)多時(shí),會(huì)對(duì)應(yīng)不同監(jiān)控對(duì)象的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立處理,它主要通過(guò)人機(jī)交互界面上的一個(gè)獨(dú)立窗體來(lái)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)監(jiān)控對(duì)象指標(biāo)的收集、處理、匯總和管理。這有利于細(xì)致分析整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。關(guān)于對(duì)于哪些監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行獨(dú)立管理,則要由實(shí)際情況來(lái)決定。

3.3 關(guān)于服務(wù)器軟件的實(shí)現(xiàn)

基于GPRS的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)器軟件的功能實(shí)現(xiàn)方面也有自己的獨(dú)到之處,比如說(shuō)在SCADA系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)終端多達(dá)上千個(gè)。它們與配電網(wǎng)監(jiān)控中心之間時(shí)刻保持聯(lián)系,形成了數(shù)據(jù)的雙向傳遞。所以為了適應(yīng)這種工作狀態(tài),配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)也采用軟件服務(wù)器來(lái)適應(yīng)客戶機(jī)和服務(wù)機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。

主線程:

主線程的首要工作是將數(shù)據(jù)載入Winsock庫(kù),例如主流的Winsock2庫(kù),該庫(kù)中所有的文件都包含winsock2,同時(shí)也添加了諸如ws2_32.lib庫(kù)的相關(guān)鏈接加以輔助。另外,所加載的Winsock2庫(kù)中的函數(shù)均采用了WSAStartup函數(shù),此函數(shù)在指定的程序中加載Winsock庫(kù)版本,并且建立了參數(shù)值。它的具體代碼如下:

WSADATA wsaData;

WORD sockVersion=MAKEWORD(2,2);

WSAStartup(sock Version,&wsaData);

配網(wǎng)供電系統(tǒng)還能建立監(jiān)聽(tīng)套接字程序,該程序的建立方法一共有兩種:第一種是調(diào)用socket的函數(shù),它是另外一種可調(diào)用函數(shù)?？紤]到配網(wǎng)供電系統(tǒng)中所采用的是端口式套接字I/O模型,所以必須在套接字上投遞重疊I/O加以操作。在監(jiān)聽(tīng)線程所負(fù)責(zé)的監(jiān)聽(tīng)套接字上有兩種I/O服務(wù)線程,它們都能夠在端口上完成對(duì)I/O的操作,而且調(diào)用自定義函數(shù)HandeIo來(lái)處理I/O操作。當(dāng)套接字綁定于所指定的IP地址與端口號(hào)時(shí),就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)供電系統(tǒng)中系統(tǒng)的自動(dòng)操控。一般套接字會(huì)與本地IP名稱關(guān)聯(lián),主要包括主機(jī)地址、TCP協(xié)議號(hào)和端口號(hào)三個(gè)部分。

如果將套接字與本地地址函數(shù)關(guān)聯(lián)并設(shè)置為bind,那么就要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述才能達(dá)成自動(dòng)控制的功能。所以在這里需要設(shè)置一個(gè)同協(xié)議相對(duì)應(yīng)的具體地址結(jié)構(gòu)。

通過(guò)上述結(jié)構(gòu)的描述,套接字段就可以與服務(wù)器IP地址互相綁定,從而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化控制操作。

4 總結(jié)

對(duì)現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō),自動(dòng)化裝置的應(yīng)用并不單單代表生產(chǎn)效率的提高,也意味著更多的安全技術(shù)性問(wèn)題的出現(xiàn)。因?yàn)樽詣?dòng)化裝置的精密性與復(fù)雜性,所以我們應(yīng)該精于利用這些設(shè)備,解決好日常的運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題,以求它們能夠完美融合于配網(wǎng)供電系統(tǒng)中,保證供配電的可靠性。

［1］莫建揮.10kV電纜分接箱的應(yīng)用與探討［J］.中國(guó)科技財(cái)富,2009(3):66-68.

［2］劉元浩,張遠(yuǎn)超.10kV真空斷路器的運(yùn)行與檢修［J］.河北電力技術(shù),2007(12):138-139.

［3］周媚.配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.華北電力大學(xué)(北京),2014.29-32.