浅析自动化装置在配网供电系统中的应用

2015-02-05江门明浩实业集团有限公司陈国文

电子世界 2015年13期

关键词：断路器真空电缆

江门明浩实业集团有限公司陈国文

浅析自动化装置在配网供电系统中的应用

江门明浩实业集团有限公司陈国文

本文就介绍了三种目前应用于配网供电系统中的自动化装置：10kV共箱式带开关电缆分接箱、10kV真空断路器及基于GPRS技术的电网配网自动化监控装置，浅谈了他们在实际中的应用。

自动化；供配电系统；电网

1 10kV共箱式带开关电缆分接箱

1.1 接线设计方案的选择及相关问题分析

10kV共箱式带开关电缆分接箱要根据不同的用户设计方案来选择接线方式,由于照比传统电缆分接箱的电缆接线功能之上还丰富了电路分断式功能,所以目前的电缆分接箱具备更多功能,比如进线侧带断路器与负荷侧带断路器两种,根据这两种功能的断路器还可以将电缆进线划分为环网型进线和终端型进线。

1.2 关于接地

10kV共箱式带开关电缆分接箱除了对箱体本体有很严格的标准要求之外,它的连接接地元件也必须遵循规则进行设计和应用。普通的电缆分接箱接地元件包括金属外部保护箱体以及从接地端子处延伸出来的金属外壳、自动远程控制装置和接地导体等等。

例如在2010年8月,某线路工程电缆箱在送电过程中,电缆头对其最近的接地点发生了放电现象,却没有及时找到事故发生原因。在之后的排查过程中发现,该电缆分接箱的避雷器设备、箱体外壳保护与电缆头接地连接在了一起,而接地端子内部也已经连接到了系统专用的接地铜母线排上,不过却没有与系统外部接地存在联系。经对接地电阻测试后发现,接地电阻超出标准,达到了6Ω。维修中断电后重新连接了接地线,然后再次送电才排除了异常送电现象[1]。

2 10kV真空断路器

2.1 概述

10kV高压真空断路器分为两种:户外高压真空断路器与户内真空断路器,目前最新的永磁式真空断路器在设计和工作原理上都较为领先,它所采用的是电磁铁动态操作技术,全部工作均由电子器件操控完成。

如图1所示,图中即为真空断路器的整体内部结构,其中:1-操作机构外壳;2-面板;3-上出线座;4-绝缘筒;5-真空灭弧室;6-导电夹;7-下出线座;8-触头弹簧;9-绝缘拉杆;10-传统拐臂。

图1 真空断路器的内部结构示意图

2.2 基于提高运行稳定性基准的10kV真空断路器应用

真空断路器在选型上最为首要的目的就是具备安全稳定的运行能力,另外,设备选型应该保证连续性,做好对10kV真空断路器的交接与调试工作,要及时发现并处理设备中可能存在的任何缺陷,确保设备在良好的状态下运行。比如对110kV变电站来说,在安装调节ZN12型号的10kV真空断路器过程中,应该仔细检查其是否存在拒合问题、包括本体漏气和复数绝缘件中分合闸缓冲器以及连杆的击穿机构异常问题,这些都是能够影响真空断路器安全运行的重要因素。

2.3 真空断路器的运行监视

考虑到真空断路器的真空泡内部会产生真空度上升伴随放电声与辉光等问题,所以维护人员应该在发现问题时及时切断电源进行检修。出现放电声与辉光证明断路器的真空度已经无法满足系统开断负荷电流的正常需求,所以如果持续运行真空断路器很可能造成设备故障甚至导致由电弧熄灭而引发的恶性电火事故[2]。

3 基于GPRS的配网供电系统的自动化监控

3.1 GPRS网络数据的传输

首先,基于GPRS无线通信网络的数据传输相当快速便捷,它主要由负责处理DTU上传数据中心、提供数据输出端口RS232/485的用户数据终端以及GPRS网络组成,完全满足了用户的各种数据通信需求。

3.2 基于GPRS的配网监控系统功能应用

3.2.1 监控点图示模块分布

在这一点上系统提供了多窗口方式调节不同的监控区网络运行状态,在不同的级别窗口下,都会有不同颜色的指示灯进行前测控终端的信号提示,并时刻监视传输线路是否存在任何异常情况。

3.2.2 事件记录和历史查询

该功能保证在电网系统停止运行的情况下,能实时将各电力系统终端的状态反馈给监控中心,其中监控中心是根据DTU进行反馈信息接收的,它具备顺序记录回馈消息的功能,这一功能对于电网自动化配置及运行状态的监视具有指导意义[3]。

3.2.3 指示管理功能

配网供电系统在监控对象过多时,会对应不同监控对象的不同数据进行独立处理,它主要通过人机交互界面上的一个独立窗体来实现单独监控对象指标的收集、处理、汇总和管理。这有利于细致分析整个电力系统的运行状况。关于对于哪些监控对象进行独立管理,则要由实际情况来决定。

3.3 关于服务器软件的实现

基于GPRS的配网监控系统在服务器软件的功能实现方面也有自己的独到之处,比如说在SCADA系统中,数据终端多达上千个。它们与配电网监控中心之间时刻保持联系,形成了数据的双向传递。所以为了适应这种工作状态,配电网监控系统也采用软件服务器来适应客户机和服务机的体系结构。

主线程:

主线程的首要工作是将数据载入Winsock库,例如主流的Winsock2库,该库中所有的文件都包含winsock2,同时也添加了诸如ws2_32.lib库的相关链接加以辅助。另外,所加载的Winsock2库中的函数均采用了WSAStartup函数,此函数在指定的程序中加载Winsock库版本,并且建立了参数值。它的具体代码如下:

WSADATA wsaData;

WORD sockVersion=MAKEWORD(2,2);

WSAStartup(sock Version,&wsaData);

配网供电系统还能建立监听套接字程序,该程序的建立方法一共有两种:第一种是调用socket的函数,它是另外一种可调用函数。考虑到配网供电系统中所采用的是端口式套接字I/O模型,所以必须在套接字上投递重叠I/O加以操作。在监听线程所负责的监听套接字上有两种I/O服务线程,它们都能够在端口上完成对I/O的操作,而且调用自定义函数HandeIo来处理I/O操作。当套接字绑定于所指定的IP地址与端口号时,就可以实现对配网供电系统中系统的自动操控。一般套接字会与本地IP名称关联,主要包括主机地址、TCP协议号和端口号三个部分。

如果将套接字与本地地址函数关联并设置为bind,那么就要对其进行详细阐述才能达成自动控制的功能。所以在这里需要设置一个同协议相对应的具体地址结构。

通过上述结构的描述,套接字段就可以与服务器IP地址互相绑定,从而实现配网供电系统设备的自动化控制操作。