淺析自動化裝置在配網供電系統中的應用

江門明浩實業集團有限公司 陳國文

淺析自動化裝置在配網供電系統中的應用

江門明浩實業集團有限公司 陳國文

本文就介紹了三種目前應用于配網供電系統中的自動化裝置：10kV共箱式帶開關電纜分接箱、10kV真空斷路器及基于GPRS技術的電網配網自動化監控裝置，淺談了他們在實際中的應用。

自動化；供配電系統；電網

1 10kV共箱式帶開關電纜分接箱

1.1 接線設計方案的選擇及相關問題分析

10kV共箱式帶開關電纜分接箱要根據不同的用戶設計方案來選擇接線方式,由于照比傳統電纜分接箱的電纜接線功能之上還豐富了電路分斷式功能,所以目前的電纜分接箱具備更多功能,比如進線側帶斷路器與負荷側帶斷路器兩種,根據這兩種功能的斷路器還可以將電纜進線劃分為環網型進線和終端型進線。

1.2 關于接地

10kV共箱式帶開關電纜分接箱除了對箱體本體有很嚴格的標準要求之外,它的連接接地元件也必須遵循規則進行設計和應用。普通的電纜分接箱接地元件包括金屬外部保護箱體以及從接地端子處延伸出來的金屬外殼、自動遠程控制裝置和接地導體等等。

例如在2010年8月,某線路工程電纜箱在送電過程中,電纜頭對其最近的接地點發生了放電現象,卻沒有及時找到事故發生原因。在之后的排查過程中發現,該電纜分接箱的避雷器設備、箱體外殼保護與電纜頭接地連接在了一起,而接地端子內部也已經連接到了系統專用的接地銅母線排上,不過卻沒有與系統外部接地存在聯系。經對接地電阻測試后發現,接地電阻超出標準,達到了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真空斷路器,目前最新的永磁式真空斷路器在設計和工作原理上都較為領先,它所采用的是電磁鐵動態操作技術,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部結構,其中:1-操作機構外殼;2-面板;3-上出線座;4-絕緣筒;5-真空滅弧室;6-導電夾;7-下出線座;8-觸頭彈簧;9-絕緣拉桿;10-傳統拐臂。

圖1 真空斷路器的內部結構示意圖

2.2 基于提高運行穩定性基準的10kV真空斷路器應用

真空斷路器在選型上最為首要的目的就是具備安全穩定的運行能力,另外,設備選型應該保證連續性,做好對10kV真空斷路器的交接與調試工作,要及時發現并處理設備中可能存在的任何缺陷,確保設備在良好的狀態下運行。比如對110kV變電站來說,在安裝調節ZN12型號的10kV真空斷路器過程中,應該仔細檢查其是否存在拒合問題、包括本體漏氣和復數絕緣件中分合閘緩沖器以及連桿的擊穿機構異常問題,這些都是能夠影響真空斷路器安全運行的重要因素。

2.3 真空斷路器的運行監視

考慮到真空斷路器的真空泡內部會產生真空度上升伴隨放電聲與輝光等問題,所以維護人員應該在發現問題時及時切斷電源進行檢修。出現放電聲與輝光證明斷路器的真空度已經無法滿足系統開斷負荷電流的正常需求,所以如果持續運行真空斷路器很可能造成設備故障甚至導致由電弧熄滅而引發的惡性電火事故[2]。

3 基于GPRS的配網供電系統的自動化監控

3.1 GPRS網絡數據的傳輸

首先,基于GPRS無線通信網絡的數據傳輸相當快速便捷,它主要由負責處理DTU上傳數據中心、提供數據輸出端口RS232/485的用戶數據終端以及GPRS網絡組成,完全滿足了用戶的各種數據通信需求。

3.2 基于GPRS的配網監控系統功能應用

3.2.1 監控點圖示模塊分布

在這一點上系統提供了多窗口方式調節不同的監控區網絡運行狀態,在不同的級別窗口下,都會有不同顏色的指示燈進行前測控終端的信號提示,并時刻監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

該功能保證在電網系統停止運行的情況下,能實時將各電力系統終端的狀態反饋給監控中心,其中監控中心是根據DTU進行反饋信息接收的,它具備順序記錄回饋消息的功能,這一功能對于電網自動化配置及運行狀態的監視具有指導意義[3]。

3.2.3 指示管理功能

配網供電系統在監控對象過多時,會對應不同監控對象的不同數據進行獨立處理,它主要通過人機交互界面上的一個獨立窗體來實現單獨監控對象指標的收集、處理、匯總和管理。這有利于細致分析整個電力系統的運行狀況。關于對于哪些監控對象進行獨立管理,則要由實際情況來決定。

3.3 關于服務器軟件的實現

基于GPRS的配網監控系統在服務器軟件的功能實現方面也有自己的獨到之處,比如說在SCADA系統中,數據終端多達上千個。它們與配電網監控中心之間時刻保持聯系,形成了數據的雙向傳遞。所以為了適應這種工作狀態,配電網監控系統也采用軟件服務器來適應客戶機和服務機的體系結構。

主線程:

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

WSADATA wsaData;

WORD sockVersion=MAKEWORD(2,2);

WSAStartup(sock Version,&wsaData);

配網供電系統還能建立監聽套接字程序,該程序的建立方法一共有兩種:第一種是調用socket的函數,它是另外一種可調用函數?？紤]到配網供電系統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。在監聽線程所負責的監聽套接字上有兩種I/O服務線程,它們都能夠在端口上完成對I/O的操作,而且調用自定義函數HandeIo來處理I/O操作。當套接字綁定于所指定的IP地址與端口號時,就可以實現對配網供電系統中系統的自動操控。一般套接字會與本地IP名稱關聯,主要包括主機地址、TCP協議號和端口號三個部分。

如果將套接字與本地地址函數關聯并設置為bind,那么就要對其進行詳細闡述才能達成自動控制的功能。所以在這里需要設置一個同協議相對應的具體地址結構。

通過上述結構的描述,套接字段就可以與服務器IP地址互相綁定,從而實現配網供電系統設備的自動化控制操作。

4 總結

對現代工業來說,自動化裝置的應用并不單單代表生產效率的提高,也意味著更多的安全技術性問題的出現。因為自動化裝置的精密性與復雜性,所以我們應該精于利用這些設備,解決好日常的運行維護問題,以求它們能夠完美融合于配網供電系統中,保證供配電的可靠性。

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

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

［3］周媚.配網自動化監控系統設計［D］.華北電力大學(北京),2014.29-32.