试论高压配电柜故障监视和自动控制系统设计

陈娟娟

摘要：高压配电柜又称为高压开关柜，是电力系统中非常关键和重要的基础设备，其主要功能和作用就是辅助系统发电、输电、控制和保护整个电力系统。因此，研究高压配电柜在配电设备中的应用具有重要的作用和意义，某变电站在原有电力系统中引进了高压配电柜装置，探讨配电柜在电力设备中的应用，取得非常理想的效果，配电柜的應用具有积极的研究意义，值得设备技术人员重视和思考。

关键词：高压配电柜；配电设备；应用

1传统10KV高压配电柜中存在的一些问题

1.1高压配电柜验电中存在的问题

传统的配电网系统中所用的配电柜是全封闭式的模型，其开关闭闭锁装置灵活性不够强，无法满足安全规程，即做不到先验电后接地的规范要求，其安全系数不够高，在实际应用中，在合接地开关前必须要提前验明设备是否已断电。但是，由于整个配电网系统处于完全封闭式状态下工作，无法用携带式高压验电器进行验电，给工作增加很大的难度，在系统安装和维修过程中，就会出现强行解锁打开开关柜门的情况，给用户带来很大的影响。

1.210KV高压配电柜开关存在着问题

配电设备在实际的运行过程中，一旦10kv高压配电柜设备开关出现问题，那么就会造成整个工作系统出现问题，进而使得高压配电柜无法及时闭合，进而扩大电网系统工作故障的扩大面积，进而对整个工作系统运行工作造成非常大的影响。10kv高压配电柜开关问题大多是由于断路器出现故障造成的，实际上与配电柜本身的关系并不大。配电设备工作系统一般出现短路问题时大多会出现喷油短路现象，对整个电路都造成了非常大的影响，进而使得配电设备受到损坏，高压配电柜开断能力不足等问题，对工作人员生命财产安全造成了非常大的影响。

1.3高压配电柜柜内空气绝缘间隙小

绝缘件空隙的大小直接影响着配电柜的运行，传统配电网中，系统中所使用的10KV配电柜内带电体的相与相、相与地之间空气绝缘间隙一般多在100～125mm之间，这样就会造成接火等故障问题，系统将无法正常运行。传统绝缘间隙过小这种问题是由于在设备安装过程中，没有严格按照《高压配电装置设计技术规程》中的规定开展工作，最终必定导致不良的后果。

2故障监视和自动控制系统

2.1执行CPU软硬件设计

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，AT89S52具有8k在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用提供高灵活、超有效的解决方案。该系统执行CPU采用AT89S52单片机，负责接收监控微机的指令并按照指令产生相应动作，同时通过传感器巡回检测所有高压配电柜内关键部件的温度以及电网的电压值。

（1）执行CPU信号检测程序设计

执行CPU主要负责配电柜主要参数的检测，包括电网电压，接触器温度值，有无人员靠近，人员靠近报警，接触器温度，接触器触点间隙检测等，同时需要把这些数据按照一定协议发送到控制微机，以便工作人员进行监控；同时，执行CPU还需要实时准备接收来自控制微机的命令，例如常见的某一车间的上电和断电、自动断电和上电以及在故障出现时应该采取哪种预案等。

（2）执行CPU

发送数据程序设计执行CPU在通过单总线数字温度传感器18B20实时巡回检测各通道的温度数据，对高压配电柜电压的检测采用电压互感器，发送数据是通过AT89S52的串口，采用固定时间（即定时器中断到）发送的方式和控制CPU通信，通信速度设定为9600，同时执行CPU在发送数据之前要按照不同的通道对数据进行编码。

2.2系统操作

通过高压用配电柜故障监视和自动控制系统的系统操作界面，配电工作人员能够方便的使用鼠标对执行CPU传递指令信息。系统操作界面上的每一个按钮都对应着相应的功能指令，而指令按钮上的不同颜色，可以使配电操作人员对系统操作界面上的功能有一个更为直观的认知，更方面操作人员从操作界面上获取高压配电柜中不同部件的工作状态。比如系统操作界面能够使用不同的颜色表达接触器所处的状态，故障状态用红色表示，正常状态用绿色表示；当接触器中有比较大的电流通过时设备温度会急剧升高时，系统操作人员能够直接对界面进行操作，读取配电柜中所有接触气的具体温度值和变化，当操作人员发现接触器的温度异常时，将会通过操作系统向执行CPU发出指令对该接触器进行相应的保护措施；操作系统中可以方面的为操作人员提供有针对配电柜工作各环节的快捷性自动式上电与断电的命令按钮，在命令按钮执行过程中，操作系统将会通过系统故障进行自动检测并按照选择好的故障预备案处理系统中的故障为题，在处理中系统将会对故障造成的损失等进行合理协调，以确保将配电柜故障导致的损失减到最小。

3结合现实情况有效配置

10KV高压配电柜现实对于高压配电柜发展具有非常重要的影响，只有不断结合实际情况来进行有效的总结，这样才能够有效总结符合实际情况结论。10KV高压配电柜是电力工作系统中的关键性配电设备，因此需要结合现实案例来寻找切入点以及重点，进而进行相关内容的有效整合，进而结合地区实际情况来进行分析。以我国南方某地区分析来看，该地区变电站为110KV，这就需要配备10KV高压配电柜来开展火灾报警工作以及温度监测工作，相关技术工作人员需要选择想适应规格光纤传感器来进行作业，对于变电站实际工作来进行有效温度监测。但是需要特别注意到的就是，光纤传感器安装过程中需要保证在上接触头、下静触头以及电缆结果上面安装，这样才能够更加有效监测到温度方面的变化，当触电温度高于实际问题之后，那么就会出现预报警，相关技术监测工作人员能够及时传递相关信息，进而有效减少电力系统实际运行事故，进而为电力事业的稳定发展提供有效保障，对我国经济发展具有非常重要的影响。

综上所述，高压配电柜与电网系统的安全运行有着密切的联系，虽然当前高压配电柜的配置存在着一些问题，但可以预见随着科学技术的发展这些问题都不会成为影响配电柜应用的阻碍。鉴于高压配电柜在配电网设施中的良好运用，其推广应用是具有极高价值和长远意义的。

参考文献：

[1]吴健锋.配电设备中10KV高压配电柜应用分析[J].中国新技术新产品，2012，05：153.

[2]陈剑.配电设备中10KV高压配电柜的应用分析[J].科技展望，2015，20：103+105.