高压开关柜实时监测系统研究

2019年8月

高压开关柜实时监测系统研究

朱德亮，章家其，洪卫华（国网安徽省电力有限公司铜陵供电公司，铜陵市244000）

【摘要】在国民经济与电力行业齐头并进、共同发展的今天，高压开关柜实时监测系统凭借其自身的优势，在电力系统中发挥的作用愈来愈大。现如今，我国电力系统已经进入了高速发展的新时期，人们对于电力方面的需求也不断提高。因此，基于现阶段我国电力领域的时代背景，满足人们对于电力方面的需求，我们应该重视高压开关柜实时监测系统的作用，解决现阶段高压开关柜实时监测系统出现的问题，提高我国电力系统的质量水平。本文首先从高压开关柜实时监测系统相关内容入手，之后对高压开关柜实时监测系统在电力系统自动化控制中的运用进行了详细阐述，旨在为我国电力系统注入新的发展动力。

【关键词】高压开关柜；实时监测系统；研究

【中图分类号】TM591【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）08-0325-02

现阶段,我国电力领域所应用较多的高压开关柜类型为10kV高压开关柜,其主要作用是对电力系统进行有效的保护与控制,以防大规模停电事件为人们带来较大的社会影响。基于我国电力系统的高速发展新时期,人们对于电力方面的需求也日益提升,在电力综合自动化与无人值班变电站模式大力推崇的新时期,高压开关柜的运行问题也越来越成为人们关注的核心。由于大规模停电问题给社会、市民以及工厂的生产与正常运作所带来的负面影响是不可比拟的,因此,我们应该重视高压开关柜实时监测系统的作用,解决现阶段高压开关柜实时监测系统出现的问题,提高我国电力系统的质量水平。1高压开关柜的相关内容

1.1高压开关柜的含义

高压开关柜,即属于电气设备的一种,其中开关设备的外部部件首先进入开关设备的主开关,然后进入二次开关,每个二次电路都进行适当的调节。例如,电表、自动控制、电动机的磁开关、各种交流接触器等,有些还包括高压室和低压室的开关柜、电站等高压母线等[1]。

1.2高压开关柜的作用

其主要作用是在电力系统的发电、输电、配电和转换过程中,对电力设备进行开合、控制和保护。控制柜的组成部分主要是断路器、隔离开关、负载开关、控制机构、变压器和各种保护装置。

1.3高压开关柜的分类及适用范围

开关柜可分为移动开关柜和使用断路器的固定开关柜;根据橱柜的结构,打开橱柜、金属封闭橱柜和金属封闭装甲式橱柜;根据电压等级的不同,可以分为高压开关柜、中压开关柜和低压开关柜等[2]。它主要用于发电站、变电站、住宅小区以及高层建筑、石油化工等不同区域。

1.4高压开关柜的“五防”

①防止误入带电间隔;②防止带电挂接电线;③防止带负

化设计。为了突出节能的理念,在围墙以及电缆沟的设计方面也要进行适当的优化,如:装配式围墙的使用、电缆沟现场装配施工的设计等,同时,设计人员可以更多地使用数字化技术来进行工程模拟,减少电缆沟的数量,并采取多种方式组合的模式进行设计,如:电缆埋管、预制电缆槽盒、预制电缆槽沟等方式结合,从而改善变电站的作业条件、提高施工质量、加快进度。

2.3变电站土建基础结构处理优化

基础结构是变电站土建工程中较为重要的环节,也是最为基础的环节。如果基础结构没有处理好,那么就会直接影响到变电站的质量,甚至可能会出现沉降、塌陷甚至倒塌的问题。因此,在基础结构处理方案的设计过程中,需要相关设计人员根据施工现场的实际情况来进行优化设计,采用合适的方法来进行处理,以便能够彻底提升基础结构的稳固性,如:如果建、构筑物基础落在填方区,那么在设计方案中可以采用直挖、强夯、毛石换填等方法对地基进行处理;如果地质情况较好,那么可以采用天然地基处理方法;如果存在较厚的淤泥质层,那么可以采用灌注桩管桩法、水泥土搅拌桩法、预压法等地基处理方法。需要注意的是,相关设计人员必须要以勘察人员出具的地勘报告为基础,对地质情况进行全面了解后,方可对基础结构处理方法进行适当选择,并根据实际情况做好巩固工程,为变电站的整体质量奠定基础。

3结束语

总而言之,随着城市化进程的逐渐加快,变电站已经成为人们生产和生活中必不可少的存在,其质量对人们的生产和生活产生直接影响。土建工程作为变电站建设过程中的基础环节和重点环节,其设计质量直接影响到变电站的施工和建设质量。因此,相关设计人员应当要把握好变电站土建工程的设计要点,并采用先进的理念和技术对其进行优化,以全面提升变电站土建工程的质量,进而为变电站的质量奠定良好基础。

参考文献

[1]朱丽敏.变电站土建设计要点及优化策略研究[J].中国新通信,2014,16 (24):51.

[2]冯峰.对变电站土建设计要点及其优化策略的探讨[J].通讯世界, 2015(07):186-187.

[3]孟昭明.变电站土建设计要点及优化策略研究[J].通讯世界,2015 (10):130-131.

收稿日期：2019-7-20

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荷拉电闸;④防止带负荷合闸;⑤防止带接地线合闸。

2高压开关柜故障实时监测系统中现场总线的应用情况

2.1传统变电站监测系统总线的应用问题

与现阶段的高压开关柜实时监测系统相比,传统的变电站监测系统总线多采用BITBUS总线与RS-485总线形式,其在应用中有较多的问题,具体来说:

(1)实时监测系统整体可靠性能差:由于BITBUS总线与RS-485总线无法构成较多的监测系统,且其仅有一个独立的主节点,因此其整体监测系统的可靠性能较差。

(2)实时监测系统灵活性与实时性能差:由于BITBUS总线与RS-485总线主要听从主节点的命令才会有所相应,因此,对于其他消息就无法进行及时响应与传达,最终导致整体系统的灵活性与实时性能差。

(3)无法适应高压开关柜的工作环境:由于高压开关柜的工作环境为高电磁环境,而BITBUS总线与RS-485总线的抗干扰性能与问题纠错性能较差,故其无法在高电磁波的环境下正常运行。

2.2现阶段我国所应用的现场总线形式

为解决BITBUS总线与RS-485总线在运行情况下带来的诸多不利因素,故经过多次实验研究与比较,现阶段主要应用控制器局域网络CAN形式。这一现场总线形式最初主要应用在汽车的检测与控制系统中,而现如今,该形式经过创新与研发,加入了较强的差分驱动以及知名厂家生产的国际半导体材料,最终形成了符合国际标准规范的现场总线。

2.2.1控制器局域网络CAN总线的发展背景

控制器局域网络CAN总线的发展是以国际标准组织的开放系统中的互联参考模型为基础,进而在其基础上进行了符合实际情况的应用层通信协议以及适应系统的开发。2.2.2控制器局域网络CAN总线的整体优势

基于控制器局域网络CAN总线的简约结构,即以短帧结构为主的信号传输形式,其传输速度较短,故其发生干扰事故的可能性较低。及时当节点出现严重错误时,该现场主线都可以对其进行自动关闭,将错误节点与总线之间的联系阻断,最终提高了整体的抗干扰能力。具体特点如下:①有明确的多主机系统:控制器局域网络CAN总线具有多个节点,因此其可以主动地与总线上的其他节点进行联系,对数据信息进行上传,最终保证了其整体监测系统的可靠性能。②节点有明确的优先顺序:基于节点上的信息有明确的优先顺序,因此,在一定程度上,可以满足系统的实时要求,保证其监测系统的实时性能。除此之外,由于控制器局域网络CAN总线采用的是非破坏性总线仲裁技术,故其可以在一定程度上避免两个不同节点发生冲突仲裁。③数据信息接收形式的多样性:首先,控制器局域网络CAN总线在信息的传送上具有点对点、一点多多点以及全局传输的整体优势;其次,控制器局域网络CAN 总线的直接通讯速率可达5K,通讯距离最长可达40m,节点数最多可达110个以及通讯介质的选择十分灵活方便,多为双绞线或光纤。

3高压开关柜实时监测系统的组成

3.1高压开关柜故障实时监测系统的结构

整个系统使用控制器局域网络CAN总线,将一系列故障检测模块连接到系统的机器单元,形成现场控制网络。故障检测单元模块从开关柜收集信号数据,通过现场总线传输到系统的机器单元,建立变电站高压开关柜数据库。连接设备数据采集模块通过修改参数的各种信号对控制器局域网络CAN 总线系统进行控制,建立一个数据库完全变电站高压开关设备,控制器局域网络CAN总线系统管理监控系统的参数传输速率(例如,时间设置、地址等)发送节点,数据接收、机器、节点以及中断状态等。高压开关柜实时监测单元采用与CAN总线通信相连,它接收模块、数据采集的数据通过电脑计算相应待遇高压开关设备的连接参数值根据各种参数及其波形等相关具体分析的性质以及高压开关设备连接。控制器局域网络

CAN总线的硬件电路主要包括:CAN总线通讯接口电路、键盘电路、微处理器电路以及实时时钟电路等。主要软件包括:通讯软件、故障诊断与报警软件、信号采集软件以及系统自检软件等。

3.2故障检测单元的主要检测项目

①电缆室温、湿度控制;②隔离器接触部分温度监测;③分离和关闭线圈的电压和电流检测;④检查断路器的行程、位置和速度,并统计断路器的运行次数;⑤开关柜的装卸室监测;⑥关闭弹簧状态监测。

4结束语

综上所述,在国民经济与电力行业齐头并进、共同发展的今天,高压开关柜实时监测系统凭借其自身的优势,在电力系统中发挥的作用愈来愈大。现如今,我国电力系统已经进入了高速发展的新时期,人们对于电力方面的需求也不断提高。由于大规模停电问题给社会、市民以及工厂的生产与正常运作所带来的负面影响是不可比拟的,因此,我们应该重视高压开关柜实时监测系统的作用,解决现阶段高压开关柜实时监测系统出现的问题,提高我国电力系统的质量水平。

参考文献

[1]徐云芳,李洁.电力系统中高压开关柜实时监测系统的应用探究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017(03):118-119.

[2]朱莉,郭立,胡燕南.电力系统中的高压开关柜实时监测系统研究[J/OL].电子技术与软件工程,2016(20):116.

收稿日期：2019-7-13

作者简介：朱德亮(1982-),男,安徽太湖人,高级工程师,本科,主要从事电网检修管理工作。

章家其(1989-),男,安徽铜陵人,工程师,本科,主要从事电气试验和油务化验工作。

洪卫华(1978-),男,安徽歙县人,助理工程师,本科,主要从事电气试验和油务化验工作。

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