0.4kV低壓配電系統(tǒng)智能化方法探究

何有林

【摘?要】本文分析了0.4kV低壓配電系統(tǒng)及其組成功能，還有終端單元的基本原理，探究了終端單元的關(guān)鍵技術(shù)，比如雙進(jìn)程編程技術(shù)，還有多路監(jiān)控集中式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】0.4kV;低壓;配電系統(tǒng);智能化

前言

配電自動(dòng)化技術(shù)在抗干擾技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)下也得到了迅速發(fā)展。在我國(guó)針對(duì)10kV及以上的配電系統(tǒng)自動(dòng)化研究已經(jīng)趨于成熟，并且在實(shí)踐中也得到了應(yīng)用，但是0.4kV的配電系統(tǒng)智能化還是正在探索階段。因此，下文就針對(duì)0.4kV低壓配電系統(tǒng)智能化方法展開(kāi)了分析探究。

1.0.4kV低壓配電系統(tǒng)及其組成部分

1.10.4kV低壓配電系統(tǒng)

YXM11系列的0.4kV智能配電監(jiān)控終端單元，適用于0.4kV低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備智能化，可以有效監(jiān)測(cè)和控制0.4kV低壓配電系統(tǒng)的主電源投切、備電源投切、無(wú)功補(bǔ)償、母聯(lián)、饋電、受電等各開(kāi)關(guān)柜的接觸器和斷路器的電參數(shù)。該智能配電監(jiān)控終端單元的設(shè)計(jì)主要采用了網(wǎng)絡(luò)化、集成化、模塊化和數(shù)字化，屬于一種新型的低壓監(jiān)控終端產(chǎn)品[1]。此智能配電監(jiān)控終端單元可以針對(duì)系統(tǒng)主母線各連接點(diǎn)溫度、工作環(huán)境溫度、總用電量、無(wú)功用電量、有功用電量等電氣參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)還能通過(guò)遠(yuǎn)程進(jìn)行抽出式斷路器位置狀態(tài)、欠壓狀態(tài)、儲(chǔ)能狀態(tài)，還有故障情況等方面的監(jiān)視。

1.2系統(tǒng)組成和功能

該系統(tǒng)主要進(jìn)線監(jiān)控終端單元、饋電監(jiān)控終端單元、電源切換監(jiān)控終端單元、電容補(bǔ)償監(jiān)控終端單元、聯(lián)絡(luò)監(jiān)控終端單元這5類(lèi)的終端單元所組成。圖1 顯示了基于現(xiàn)場(chǎng)總線模式的分散式低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)[2]。

2.終端單元的基本原理

在此系統(tǒng)中，各個(gè)監(jiān)控終端單元的工作原理類(lèi)似，差異的地方在于所監(jiān)測(cè)控制的輸入回路和輸出回路的類(lèi)別和數(shù)量不一樣。在設(shè)計(jì)各終端單元的時(shí)候，應(yīng)用了多種類(lèi)型的軟硬件關(guān)鍵技術(shù)，但是在選擇器件型號(hào)的時(shí)候，還是選擇性價(jià)比高、可靠度高且通用的。圖2為監(jiān)控終端單元原理框圖。

結(jié)構(gòu)主要由7個(gè)部分組成，其中包括了 模擬量輸入接口、開(kāi)關(guān)量輸入接口、控制輸出接口、人機(jī)界面、中央處理單元、通訊接口、電源。輸入交流電壓220V50Hz在經(jīng)過(guò)了電壓互感器之后，會(huì)轉(zhuǎn)變成2mA信號(hào)，而在經(jīng)過(guò)了輸入交流電流5A之后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?.5mA的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)有源濾波和運(yùn)算放大可以獲得A/D轉(zhuǎn)換輸入電壓[3]。

3.終端單元的關(guān)鍵技術(shù)

3.1雙進(jìn)程編程技術(shù)

為有效降低制造產(chǎn)品的成本，在選用MPU的時(shí)候，可以選用PHILIPS公司8位精簡(jiǎn)指令集單片機(jī)，選用TI公司的A/D芯片10位多模擬通道進(jìn)行ADC的輸入串行。此方案成本低，還能使PCB板的面積得到有效減少，可以實(shí)現(xiàn)多饋電回路的集中控制式結(jié)構(gòu)。但是ADC的串行采樣速率不高，因此，使用了雙進(jìn)程編程技術(shù)在智能終端系統(tǒng)[4]。其中完成物理量計(jì)算、輸入輸出開(kāi)關(guān)量、與上位機(jī)之間的通信、數(shù)據(jù)顯示等大部分的工作主要是由主進(jìn)程來(lái)完成。A/D進(jìn)程為另外的一個(gè)進(jìn)程，此進(jìn)程僅僅完成了交流電流和交流電壓的數(shù)據(jù)緩存和采樣工作。當(dāng)這兩個(gè)進(jìn)程間在并行工作階段，聯(lián)絡(luò)主要是通過(guò)信號(hào)量來(lái)進(jìn)行，然后利用雙進(jìn)程編程技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)計(jì)算交流電參數(shù)。有72個(gè)采樣點(diǎn)在一個(gè)工頻的周期中，所以，即使有高于30次的諧波分量存在于交流電中，但是還是可以將測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的給出來(lái)。

3.2多路監(jiān)控集中式機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前有很多國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品中，一個(gè)監(jiān)控終端單元只能測(cè)控一路饋電。因?yàn)橛泻芏嗤ㄐ殴?jié)點(diǎn)數(shù)，所以系統(tǒng)的通信速度會(huì)受到影響而有所下降。每一饋電回路，都需要配備一套完整的按鍵與顯示電路、通信接口電路、控制電路、電源電路等，這必然會(huì)使各饋電回路的銷(xiāo)售價(jià)格和平均生產(chǎn)成本增加、但是因?yàn)槭褂昧穗p進(jìn)程編程技術(shù)，設(shè)計(jì)硬件的復(fù)雜度得到降低。所以在設(shè)計(jì)項(xiàng)目產(chǎn)品的時(shí)候應(yīng)用了多路監(jiān)控集中式結(jié)構(gòu)[5]。在所有終端單元中，使用了大量的饋電單元。一套按鍵與顯示電路、通信接口電路、控制電路、電源電路由8個(gè)回路公用，單回路的平均生產(chǎn)成本不僅可以得到有效降低，還能確保產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力可以得到提高。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文的分析探究，我們知道優(yōu)化0.4kV低壓配電系統(tǒng)，可以通過(guò)雙進(jìn)程編程技術(shù)、多路監(jiān)控集中式機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際優(yōu)化0.4kV低壓配電系統(tǒng)的時(shí)候，必須要嚴(yán)格按照技術(shù)應(yīng)用要求來(lái)予以該智能終端的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，同時(shí)還能確保低壓配電網(wǎng)絡(luò)的要求可以得到滿足。

參考文獻(xiàn)：

[1]張衛(wèi)紅，陳小龍，萬(wàn)順，et al.基于邊緣計(jì)算的分布式配電故障處理系統(tǒng)[J].供用電，（9）：28-33.

[2]肖新華，黃明燁，宋志強(qiáng).基于智能配變終端的低壓配電網(wǎng)智能運(yùn)檢體系構(gòu)建研究[J].供用電，（6）.

[3]王黎，程華.基于0.4kV低壓配電系統(tǒng)智能化方法的探討[J].磚瓦，2006（11）：39-42.

[4]黃遠(yuǎn)君.0.4 kV低壓配電系統(tǒng)智能化方法探究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015（7）：99-100.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)青海省電力公司海西供電公司）