新型智能一體化電源系統的設計與實現

沈森煥

（國網浙江寧波市奉化區供電有限公司，浙江寧波315500）

1 引言

對于一般的變電站而言，主要涵蓋了直、交流系統、通信電源系統以及UPS系統等站內常見電源。長期以來，獨立、分散式的組屏設計方式，再加上提供設備的供應商有所差異，各專業人員負責相應的制造、安裝、測試以及電力供應等不同的服務，由此形成一定的限制性。智能一體化電源監控系統的設計，實現了信息與數據采集、故障預警與處理、運行測定等統一體化管理功能，發揮出及時排查故障，保證安全性的作用。因此，將此監控系統應用到變電站當中具有一定實踐意義[1]。

2 項目概況

為了滿足施工現場、實驗檢測以及維護保養等方面的需求目的，此次研究設計項目以電力系統為目標，研發設計出一種針對并適用于野外場地運用的電源終端設備，即：一體式智能安全保護試驗電源箱。依靠此電源箱所擁有的高集成性與便捷性等優勢作用，可以使得電力系統的維修與保護效率與質量獲得極大提升。同時運用紅外管控與漏電保護等相關技術，確保安全穩定性。其中涉及的相關指標涵蓋如下：輸入電壓是220V，輸出電壓是220V，最大的負載電流是15A，負載的漏電門限為30Ma，相應的溫度在-25℃～60℃之間，而濕度則在10%～99%范圍之內。所選用的設備材料如下：運用密封的ABS電源機箱。發揮出簡便、防水以及防漏電的良好作用。同時采用一體式線筒，使處于箱底端的線筒可以自行完成收縮，運用雙側鋼珠軸承的卷線軸和鋼質的棘爪座的固定支架，確保其不會出現變形。而依靠自動伸縮的電纜卷軸，能夠實現過流保護的功能。其高溫達到100℃，耐低溫-35℃，相應的國標橡套為 2×1.5的 20m 纜線[2]。

3 智能一體化電源監控系統的設計與實現

3.1 功能檢測模塊設計分析

從智能一體化電源系統的相關設計規定中可知，要求電源系統對開關功能狀態、電池與電壓運行狀況、交直流的模擬量情況以及充電機輸出運行狀態等數據信息加以監測與管控。由于電源系統現場的屏柜一般很多，較為常見的500kV電壓等級的變電站，通常情況下，智能一體化電源系統的屏柜大概為30面屏，采用集中化的監控與管理，導致很多二次接線的情況形成，完全違背了統一化管理與分散監控的宗旨[3]。

此次針對智能一體化電源監控系統的設計過程中，設計了四類不同的測控模塊，具體的相關功能和作用見下表1。

表1 各類型測控模塊的功能情況

對于智能一體化電源系統當中的測控模塊來說，主要以測定目標作為依據，在不同的屏柜之中科學予以布設。例如：把絕緣測控模塊合理設置于直流饋線柜里面，并且使開關量測控模塊也被科學設置于不同支路的饋線柜里，對于相同種類和功能的測控模塊而言，則依據基地址與偏移地址相結合的編址模式，從而完成通信組網構建。

實施數據建模的過程中，主要參考各個測控模塊的具體功能情況，構成類模板，予以科學表述相應的模型文件信息。從試驗中可知，其表示的為綜合測定模塊的相應模型文件信息，其中從模型文件信息中能夠了解到有關設備的名稱、裝置表現、基地址、測控模塊的具體數據測試數量、種類以及ID信息等等。通過以具體工程實施中的模塊數量作為參考，科學配置系統相應的工具，完成實例分析，從而使相應的電源數據模型文件信息滿足IEC61840的要求。實際上，不同的測控模塊，以模型信息文件作為依據，均存在相應的數據結構體，而管控顯示模塊則以測控模塊的數據結構體以及組態配置情況作為依據，達到對數據的內存塊實時闡釋的效果，依靠不同測控模塊與開放式的通信協議，完成準確映射關系的構建任務[4]。

3.2 管控顯示模塊的設計分析

在設計通信架構的過程當中，需要管控顯示模塊可以對相應各個測控模塊的數據信息予以及時采集處理，實現本地顯示與管控功能。此次研究設計涉及的管控顯示模塊將ARM、WinCE以及觸摸屏緊密結合到一起，形成科學的設計方式，其中的通信接口主要供應了4路RS484接口，1路RS231接口以及1路以太網接口等。

實際上，管控顯示模塊在發揮功能時需要結合具體的狀況，對配置文件信息予以讀取，緊密依據系統模型的相應設計，形成相應的運行拓撲圖，同時工作人員可以從其界面中獲得電氣量的關鍵信息，并以測定模塊的具體種類與樹木情況，自動形成對應的運行內存，從而構建和不同的模塊間的實時通信運行內存的更新優化制度。

3.3 智能通信管控單元的科學設計分析

通過科學設計智能通信管控單元，使其按照IEC61840的要求把整個變電站的全部電源信息數據準確傳遞至信息一體化管理平臺當中，同時依據科學的屏柜組態設計規定，完成準確的數據建模任務，并且幫助監控人員對變電站一體化的電源系統的整體組態設計情況予以詳細掌握，此外還包括了不同專業電源的布設與電氣量的運行數據情況等。

實際上，進行智能一體化電源監控系統的組網設計當中，智能通信管控單元發揮出重要的功效。此通信單元運用多種類型的通信接口，和相關的管控顯示模塊形成重要的通信通道，實時掌握整個變電站不同專業電源監控系統的運行情況，同時結合具體的需要，對有關的數據信息加以科學分析，完成通信操作。此次設計的智能管控單元充分發揮出CPLD模塊、Hi3516處理器、存儲電路模塊、電源模塊以及通信接口模塊等諸多功能，體現出新型智能一體化電源監控系統的實際效果[5]。

4 結論

從此研究的分析與論述中可知，深入探究和分析新型智能一體化電源監控系統的設計與實現十分關鍵。本文通過以xx項目一體化電源系統為例，簡述其概況，圍繞新型智能一體化電源監控系統架構，從三個方面分析了智能一體化電源監控系統的設計與實現：功能檢測模塊設計分析、管控顯示模塊的設計分析、智能通信管控單元的科學設計分析。望此次研究的內容和結果，可以獲得相關人員的重視，發揮出智能一體化電源監控系統的功效。