新型智能一體化電源系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

沈森煥

（國網(wǎng)浙江寧波市奉化區(qū)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(tǒng)、通信電源系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)等站內(nèi)常見電源。長期以來，獨立、分散式的組屏設(shè)計方式，再加上提供設(shè)備的供應商有所差異，各專業(yè)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(wù)，由此形成一定的限制性。智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了信息與數(shù)據(jù)采集、故障預警與處理、運行測定等統(tǒng)一體化管理功能，發(fā)揮出及時排查故障，保證安全性的作用。因此，將此監(jiān)控系統(tǒng)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(xiàn)場、實驗檢測以及維護保養(yǎng)等方面的需求目的，此次研究設(shè)計項目以電力系統(tǒng)為目標，研發(fā)設(shè)計出一種針對并適用于野外場地運用的電源終端設(shè)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(yōu)勢作用，可以使得電力系統(tǒng)的維修與保護效率與質(zhì)量獲得極大提升。同時運用紅外管控與漏電保護等相關(guān)技術(shù)，確保安全穩(wěn)定性。其中涉及的相關(guān)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(nèi)。所選用的設(shè)備材料如下：運用密封的ABS電源機箱。發(fā)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(cè)鋼珠軸承的卷線軸和鋼質(zhì)的棘爪座的固定支架，確保其不會出現(xiàn)變形。而依靠自動伸縮的電纜卷軸，能夠?qū)崿F(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 功能檢測模塊設(shè)計分析

從智能一體化電源系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計規(guī)定中可知，要求電源系統(tǒng)對開關(guān)功能狀態(tài)、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(tài)等數(shù)據(jù)信息加以監(jiān)測與管控。由于電源系統(tǒng)現(xiàn)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(tǒng)的屏柜大概為30面屏，采用集中化的監(jiān)控與管理，導致很多二次接線的情況形成，完全違背了統(tǒng)一化管理與分散監(jiān)控的宗旨[3]。

此次針對智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計了四類不同的測控模塊，具體的相關(guān)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(tǒng)當中的測控模塊來說，主要以測定目標作為依據(jù)，在不同的屏柜之中科學予以布設(shè)。例如：把絕緣測控模塊合理設(shè)置于直流饋線柜里面，并且使開關(guān)量測控模塊也被科學設(shè)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(jù)基地址與偏移地址相結(jié)合的編址模式，從而完成通信組網(wǎng)構(gòu)建。

實施數(shù)據(jù)建模的過程中，主要參考各個測控模塊的具體功能情況，構(gòu)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(guān)設(shè)備的名稱、裝置表現(xiàn)、基地址、測控模塊的具體數(shù)據(jù)測試數(shù)量、種類以及ID信息等等。通過以具體工程實施中的模塊數(shù)量作為參考，科學配置系統(tǒng)相應的工具，完成實例分析，從而使相應的電源數(shù)據(jù)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(jù)，均存在相應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，而管控顯示模塊則以測控模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體以及組態(tài)配置情況作為依據(jù)，達到對數(shù)據(jù)的內(nèi)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(xié)議，完成準確映射關(guān)系的構(gòu)建任務(wù)[4]。

3.2 管控顯示模塊的設(shè)計分析

在設(shè)計通信架構(gòu)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(shù)據(jù)信息予以及時采集處理，實現(xiàn)本地顯示與管控功能。此次研究設(shè)計涉及的管控顯示模塊將ARM、WinCE以及觸摸屏緊密結(jié)合到一起，形成科學的設(shè)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(wǎng)接口等。

實際上，管控顯示模塊在發(fā)揮功能時需要結(jié)合具體的狀況，對配置文件信息予以讀取，緊密依據(jù)系統(tǒng)模型的相應設(shè)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(guān)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(nèi)存，從而構(gòu)建和不同的模塊間的實時通信運行內(nèi)存的更新優(yōu)化制度。

3.3 智能通信管控單元的科學設(shè)計分析

通過科學設(shè)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(shù)據(jù)準確傳遞至信息一體化管理平臺當中，同時依據(jù)科學的屏柜組態(tài)設(shè)計規(guī)定，完成準確的數(shù)據(jù)建模任務(wù)，并且?guī)椭O(jiān)控人員對變電站一體化的電源系統(tǒng)的整體組態(tài)設(shè)計情況予以詳細掌握，此外還包括了不同專業(yè)電源的布設(shè)與電氣量的運行數(shù)據(jù)情況等。

實際上，進行智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)設(shè)計當中，智能通信管控單元發(fā)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(guān)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(yè)電源監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況，同時結(jié)合具體的需要，對有關(guān)的數(shù)據(jù)信息加以科學分析，完成通信操作。此次設(shè)計的智能管控單元充分發(fā)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(xiàn)出新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的實際效果[5]。

4 結(jié)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(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)十分關(guān)鍵。本文通過以xx項目一體化電源系統(tǒng)為例，簡述其概況，圍繞新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，從三個方面分析了智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：功能檢測模塊設(shè)計分析、管控顯示模塊的設(shè)計分析、智能通信管控單元的科學設(shè)計分析。望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果，可以獲得相關(guān)人員的重視，發(fā)揮出智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的功效。