江門明浩實業(yè)集團有限公司 陳國文

淺析自動化裝置在配網(wǎng)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用

江門明浩實業(yè)集團有限公司 陳國文

本文就介紹了三種目前應(yīng)用于配網(wǎng)供電系統(tǒng)中的自動化裝置：10kV共箱式帶開關(guān)電纜分接箱、10kV真空斷路器及基于GPRS技術(shù)的電網(wǎng)配網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，淺談了他們在實際中的應(yīng)用。

自動化；供配電系統(tǒng)；電網(wǎng)

1 10kV共箱式帶開關(guān)電纜分接箱

1.1 接線設(shè)計方案的選擇及相關(guān)問題分析

10kV共箱式帶開關(guān)電纜分接箱要根據(jù)不同的用戶設(shè)計方案來選擇接線方式,由于照比傳統(tǒng)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(cè)帶斷路器與負荷側(cè)帶斷路器兩種,根據(jù)這兩種功能的斷路器還可以將電纜進線劃分為環(huán)網(wǎng)型進線和終端型進線。

1.2 關(guān)于接地

10kV共箱式帶開關(guān)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(guī)則進行設(shè)計和應(yīng)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(dǎo)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(fā)生了放電現(xiàn)象,卻沒有及時找到事故發(fā)生原因。在之后的排查過程中發(fā)現(xiàn),該電纜分接箱的避雷器設(shè)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(nèi)部也已經(jīng)連接到了系統(tǒng)專用的接地銅母線排上,不過卻沒有與系統(tǒng)外部接地存在聯(lián)系。經(jīng)對接地電阻測試后發(fā)現(xiàn),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(xiàn)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(nèi)真空斷路器,目前最新的永磁式真空斷路器在設(shè)計和工作原理上都較為領(lǐng)先,它所采用的是電磁鐵動態(tài)操作技術(shù),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(nèi)部結(jié)構(gòu),其中:1-操作機構(gòu)外殼;2-面板;3-上出線座;4-絕緣筒;5-真空滅弧室;6-導(dǎo)電夾;7-下出線座;8-觸頭彈簧;9-絕緣拉桿;10-傳統(tǒng)拐臂。

圖1 真空斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 基于提高運行穩(wěn)定性基準的10kV真空斷路器應(yīng)用

真空斷路器在選型上最為首要的目的就是具備安全穩(wěn)定的運行能力,另外,設(shè)備選型應(yīng)該保證連續(xù)性,做好對10kV真空斷路器的交接與調(diào)試工作,要及時發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備中可能存在的任何缺陷,確保設(shè)備在良好的狀態(tài)下運行。比如對110kV變電站來說,在安裝調(diào)節(jié)ZN12型號的10kV真空斷路器過程中,應(yīng)該仔細檢查其是否存在拒合問題、包括本體漏氣和復(fù)數(shù)絕緣件中分合閘緩沖器以及連桿的擊穿機構(gòu)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(jiān)視

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

3 基于GPRS的配網(wǎng)供電系統(tǒng)的自動化監(jiān)控

3.1 GPRS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸

首先,基于GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸相當快速便捷,它主要由負責處理DTU上傳數(shù)據(jù)中心、提供數(shù)據(jù)輸出端口RS232/485的用戶數(shù)據(jù)終端以及GPRS網(wǎng)絡(luò)組成,完全滿足了用戶的各種數(shù)據(jù)通信需求。

3.2 基于GPRS的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)功能應(yīng)用

3.2.1 監(jiān)控點圖示模塊分布

在這一點上系統(tǒng)提供了多窗口方式調(diào)節(jié)不同的監(jiān)控區(qū)網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài),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(jiān)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(wǎng)系統(tǒng)停止運行的情況下,能實時將各電力系統(tǒng)終端的狀態(tài)反饋給監(jiān)控中心,其中監(jiān)控中心是根據(jù)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(wǎng)自動化配置及運行狀態(tài)的監(jiān)視具有指導(dǎo)意義[3]。

3.2.3 指示管理功能

配網(wǎng)供電系統(tǒng)在監(jiān)控對象過多時,會對應(yīng)不同監(jiān)控對象的不同數(shù)據(jù)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(xiàn)單獨監(jiān)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(tǒng)的運行狀況。關(guān)于對于哪些監(jiān)控對象進行獨立管理,則要由實際情況來決定。

3.3 關(guān)于服務(wù)器軟件的實現(xiàn)

基于GPRS的配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在服務(wù)器軟件的功能實現(xiàn)方面也有自己的獨到之處,比如說在SCADA系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)終端多達上千個。它們與配電網(wǎng)監(jiān)控中心之間時刻保持聯(lián)系,形成了數(shù)據(jù)的雙向傳遞。所以為了適應(yīng)這種工作狀態(tài),配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)也采用軟件服務(wù)器來適應(yīng)客戶機和服務(wù)機的體系結(jié)構(gòu)。

主線程:

主線程的首要工作是將數(shù)據(jù)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(guān)鏈接加以輔助。另外,所加載的Winsock2庫中的函數(shù)均采用了WSAStartup函數(shù),此函數(shù)在指定的程序中加載Winsock庫版本,并且建立了參數(shù)值。它的具體代碼如下:

WSADATA wsaData;

WORD sockVersion=MAKEWORD(2,2);

WSAStartup(sock Version,&wsaData);

配網(wǎng)供電系統(tǒng)還能建立監(jiān)聽套接字程序,該程序的建立方法一共有兩種:第一種是調(diào)用socket的函數(shù),它是另外一種可調(diào)用函數(shù)。考慮到配網(wǎng)供電系統(tǒng)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(jiān)聽線程所負責的監(jiān)聽套接字上有兩種I/O服務(wù)線程,它們都能夠在端口上完成對I/O的操作,而且調(diào)用自定義函數(shù)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(xiàn)對配網(wǎng)供電系統(tǒng)中系統(tǒng)的自動操控。一般套接字會與本地IP名稱關(guān)聯(lián),主要包括主機地址、TCP協(xié)議號和端口號三個部分。

如果將套接字與本地地址函數(shù)關(guān)聯(lián)并設(shè)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(shè)置一個同協(xié)議相對應(yīng)的具體地址結(jié)構(gòu)。

通過上述結(jié)構(gòu)的描述,套接字段就可以與服務(wù)器IP地址互相綁定,從而實現(xiàn)配網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)備的自動化控制操作。

4 總結(jié)

對現(xiàn)代工業(yè)來說,自動化裝置的應(yīng)用并不單單代表生產(chǎn)效率的提高,也意味著更多的安全技術(shù)性問題的出現(xiàn)。因為自動化裝置的精密性與復(fù)雜性,所以我們應(yīng)該精于利用這些設(shè)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(wǎng)供電系統(tǒng)中,保證供配電的可靠性。

［1］莫建揮.10kV電纜分接箱的應(yīng)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(shù),2007(12):138-139.

［3］周媚.配網(wǎng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計［D］.華北電力大學(xué)(北京),2014.29-32.