一种可以远距离传送开关量信号的简便方法

一种可以远距离传送开关量信号的简便方法

按照近几年的方法，电气信号远距离传输一般都要采用光缆加解码器等设备，但是如果数量较少的开关量需要传输时，是否仍然还是需要这个方式呢？有没有一种更为便捷的方式和方法呢？本文就这个问题阐述了利用传统的方法：电缆+继电器的方法是能实现该项功能的，关键是继电器的选型。该方法已在某工程中使用成功。

Key words：Relay；cable；resistivity value

1.引言

近十几年来，随着科技的不断发展，数字技术逐步取代了传统的模拟信号传输。但在实际的工程应用中，我们还不时会在某些场合会遇到一些特殊的情况，需要沿用传统的硬接点传输。譬如说：最近，在云南的某个工厂，原来它的上级10kV配电是由另一家工厂的10kV配电室馈线配电，两家工厂相距约两千七百米。最初设计时，该配电馈线是按普通的配电线路设置了线路保护，并没有考虑设置线路光差保护，也就是说，两个配受电企业之间没有敷设光缆。后来不久，受电企业设置了余热发电机组，要向配电企业发电（两家企业的法人代表是同一个）。这样除了设置相关的配电控制设备外，还需要增加两回路间的电气连锁控制，以防止供电侧的断路器跳闸后重合闸时会出现非同期合闸。

由于是长距离传输，按照近期的常用做法是利用先设好的光差设备来传输需要的控制开关量到两侧需要控制的配电盘柜上。但对于目前的情况，为了几个开关量信号其专门配置一套光电传输设备，无疑是不经济且不适合的。整么样才能找到一种较经济且安全的方法来完成上述的要求呢？我们记过详细的计算，最终决定采用中间控制继电器加电缆的方式进行传输。

2.计算与选型

两地10kV配电所接线点的防线距离为2700米，配电所操作系统电源为220V 直流。我们采用铜芯KVV-450/750KV 4X2.5的控制电缆。

2.1导线电阻计算

导线直流电阻Rθ按下式计算

Rθ=ρθCJL/A Ω

ρθ=ρ20[1+α（θ-20）] Ω·cm

上两式中L——线路长度，m；

A——导线截面，mm2；

Cj——绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02 ；

ρ20——导线温度为20°C时的电阻率，铜线芯为1.72X10-6 Ω·cm ；

ρθ——导线温度为θ°C时的电阻率，x10-3Ω·mm ；

α-——电阻温度系数，铝和铜都取0.004 ；

θ——导线实际工作温度，°C ；

根据上两式可计算出：

ρθ=1.72x10-6[1+0.004（30-20）] Ω·cm

=1.72X10-6X1.04=1.7888X10-6Ω·cm

Rθ=1.7888X 10-6X1.02X27000X2/2.5=0.039 KΩ

2.2导线电压降

△u%=ρs·L·A

上式中L-------线路长度，m；

ρs ------导线电压损失，% / （A·km）；

A -------回路电流（安培）

经查，2.5mm2铜芯导线的ρs=2.938% / （A·km）（取cosφ=0.8时值）

△u%=2.938X2.7X2=3.97% · A

2.3继电器选型

从上面的计算分析中得出，在长距离传输中，电路的电流必须小，才能使线路末端的电压降小。为达到这个效果，必须选择高电阻值的中间继电器。经多方查询，找到了许昌继电器厂生产的中间继电器DZY-200系列中的DZY-204继电器。该继电器的主要参数为如下：

线圈功耗：≤5W （接入回路产生功率不大于此值）线圈阻值：10.3KΩ

线圈压降：≤30%

我们根据：W=I2R I=U/R 得出：

U2/R2·R=W 其中U=220V

R=（线圈电阻+回路电阻）=（10.3+0.039）=10.339（KΩ）

W=2202/（10.3+0.039）x10-3=4.68W

4.68W≤5W

I=U/R=220/10.339X10-3=0.02128A

由此可计算出，接入回路的工作电流为0.02128安培

这样，可得出接入回路的电压损失为：

△u%=2.938X2.7X2=3.97% X0.02128=0.336%

也就是说，选择这样的继电器，线路的电压降仅为0.336%，而该继电器只需要满足70%的额定电压，就可以可靠动作。

3.结论

根据本案的情况，选择这样线圈高阻值的中间继电器是可以满足本文引言中所提功能的。事实上，我们已在工程中按这种方式实施。结果完全达到了预期的效果，两地的10Kv配电室继电器均可以可靠动作。这种方法，实际上还可以，用更长一些距离的开关量信号传输。

参考文献

[1] 工业与民用配电设计手册.中国电力出版社，2005.10

[2] 电力工程电气设计手册.水利电力出版社，1989

[3] 钢铁企业电力设计手册.冶金工业出版社，1996