孫佳男

（國網丹東市供電公司，遼寧 丹東 118000）

引言

確保電力系統運行的安全性是十分重要的。在高壓配電系統中，電能會在變電、輸電與發(fā)電之后直接進到電力轉換環(huán)節(jié)。配電系統的定義就是其電壓會自降壓配電變電站中輸出出來，然后配電線路會把所輸出的電壓送到用戶端。在配電系統中，故障發(fā)生頻繁，主要故障有變電站中配電設備發(fā)生故障與輸電線路發(fā)生故障。當有故障出現在固有高壓配電系統時，會馬上保護開關與斷路器，然后把故障線路切斷，有關人員按照所切斷的故障線路，來逐一排查，這樣不但會消耗不小的無力與人力，還對電能供給的正常性有很大的影響。DSP芯片技術與傳感器技術通過對DSP數字信號所具有的處理能力的使用，就能實時采集站中電力設備的運行情況，當有故障出現之后，就能馬上對故障點進行定位，能夠當作檢修的依據，把管理效率提高，使所耗費的物力與人力降低[1-2]。

1 基于DSP的高壓配電系統的重要性及配電系統主要組成

電力系統包括的環(huán)節(jié)較多，主要有發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、變電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)以及用電環(huán)節(jié)等，在這些環(huán)節(jié)中距離用戶最近的環(huán)節(jié)就是配電環(huán)節(jié)，配電環(huán)節(jié)對安全穩(wěn)定運行十分重要，會對廣大用戶的安全穩(wěn)定運行產生直接影響[3]。就高壓配電系統而言，其所包含的電氣設備主要有高壓熔斷器、斷路器、隔離開關以及避雷器等。就傳統的高壓配電系統保護情況來看，當系統出現故障時，雖然也有布設的斷路器或隔離開關及時斷開來進行安全保護，但無法在發(fā)生故障前提前發(fā)現問題，對此，研究基于DSP的高壓配電系統協調控制系統也顯得越來越重要。

依據電壓等級，把配電系統分成了低壓配電系統、中壓配電系統及高壓配電系統。并且對應的電壓等級是220 V和380 V、10 kV和6 kV、110 kV、63 kV和35 kV。圖1為配電系統結構圖。

圖1 配電系統結構圖

從圖1中能夠發(fā)現，總降變電會把高壓配電系統的電壓直接轉為6～10 kV，繼而車間變電所就把其電壓直接轉為380 V或220 V。在本文中，高壓配電系統就是所設計出的配電系統，最關鍵電氣設備中包括避雷器、隔離開關、斷路器及高壓熔斷器等。上述幾種電氣設備運行的穩(wěn)定性與安全性是十分重要的，經過對上述電氣設備全部電氣參數進行檢測，就能當做協調系統，使智能化控制高壓配電系統得以實現[4-5]。

2 DSP協調控制系統的介紹與框架

2.1 DSP的介紹

數字信號處理又稱為DSP，DSP是芯片被TI公司所研發(fā)，性價比比較高。型號為TMS320F28335的DSP用于本文中，該型號DSP的浮點運算有32位，有150 MHz的運算速度，在里面有比較高的集成度，存儲單元分別是ROM存儲單元與SRAM存儲單元，且分別是256 K×16位與34 K×16位；對FLASH進行外部擴展的功能也是存在的，具有512 K×16位的擴展；DAC、ADC、百兆以太網等單元也是存在的，能夠很好地控制其協調控制系統，使系統控制與數據采集得以實現。

2.2 協調控制系統基本框架

該系統會檢測其電氣設備正常運行的參數，且電氣設備主要是避雷器、高壓斷路器。電機電流的儲能、形成觸頭的時間與分合閘線電流構成了斷路檢測的參數。介質損耗的因數、全電流、阻性電流構成了避雷器檢測參數。圖2為協調控制系統的框架。

圖2 系統架構圖

從圖2中能夠發(fā)現，避雷器與斷路器所具有的電氣特征被其所采集，繼而在傳至監(jiān)測終端，監(jiān)測終端在對數據進行處理；計算DSP就能把現場避雷器與斷路器所運行的數據給得出來，還要分析數據，對現在電氣設備所運行的情況進行判斷，可以保證供給給其協調控制系統的所有數據是有效的；于此同時，現場的RS-485總線會把所采集到的全部數據直接傳輸至后臺的服務器中來顯示[6-7]。

3 協調控制系統的實現和設計

3.1 硬件結構的設計

在本文中，最主要的處理器就是DSP，傳感器會把其避雷器與斷路器中的所有運行參數進行采集，二者運行的狀態(tài)會被DSP進行計算。圖3為硬件結構圖。

圖3 硬件結構圖

從圖3中能夠發(fā)現，GPS對時電路、RS-485通信電路、程序加載電路、DSP電路、復位電路、電源電路、晶振電路、晶振電路、信號處理電路、現場傳感器構成了硬件方案。能夠獲取模擬量的是現場傳感器，數字化轉換電路與信號處理電路來數字化轉換與處理模擬信號，經過DSP的計算，最終得出了可以體現出設備正常運行情況的所有數據，現場的RS-485總線會把其直接輸送至后臺的服務器中，可以保證供給給其協調控制系統的所有數據是有效的，有預警作用，發(fā)現問題，對設備檢修進行指導。

3.2 流程軟件程序的設計

當所設計的硬件結構完成之后，就要設計軟件程序的流程。當上電運行該系統之后，第一步要做的操作就是初始化系統，使參數配置得以完成；第一步就是等著采集書記，當采集數據初期，還要對采樣時間進行等待，且是同步的，繼而對數據進行采集；在計算所采集的數據之后，把采樣標志復位，使此次的數據采集得以完成，數據采集會被現場的RS-485總線直接傳輸至后臺的服務器內。圖4就是軟件程序流程圖。

圖4 軟件程序流程圖

4 結語

以DSP高壓配電系統協調控制系統為基礎，介紹了高壓配電系統的分類與組成、其框架與功能，提出了系統基本框架組成，設計了系統的軟件與硬件程序。其電氣設備正常運行的參數被協調控制系統采集出來，電氣設備包括避雷器與斷路器等，當作其數據依據。在設計協調控制系統時，可以把數據提供給配電系統，使高壓配電系統運行得更加穩(wěn)定與安全。