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摘要：基于目前性点接地监测系统中没有录波功能方面的缺点，本文通过对接地电网系统故障的特性进行分析，研究设计嵌入式中性点接地电阻监测系统，以实现对电网系统故障的全面分析与判断。
关键字：中性点接地；监测系统；设计
1前言
在我国电力系统中，中性点经小电阻接地系统，如若发生故障会影响设备绝缘，降低使用寿命，会使接地型电压互感器产生铁磁谐振、熔丝熔断，或烧坏互感器。为了解决这一问题，设计的嵌入式中性点接地电阻监控系统能快速切断故障，瞬时故障下能通过重合闸快速恢复供电，确保电网安全。
2系统总体结构及设计目标
2.1系统设计目标
根据中性点经小电阻接地系统故障的特征分析,准确判断故障类型需要对接电阻电压,电流通过接地电阻和电阻温度监测。该系统的总体设计目标如下:
(1)准确判断故障类型。通过实时监控设计接地电阻的电压、电流和温度变化对故障的判断。特定的方式如下:根据接地电网的特点,参照系统预设的电阻值,并将监控实时电阻与设置电阻值根据比较结果判断故障类型。
(2)故障录波功能。为方便电站工作人员了解系统运行情况,故障特征必须被记录,记录2s每次故障前和故障电流后,电压和温度8年代。系统采用的数据采样频率10KHZ,机器的要求保存一个星期的数据,及时检查故障数据,需要满足存储大量数据和电话及时促进数据存储的设计要求,SD卡存储方法是采用U盘或串行端口通信方式传输数据复制到电厂控制室。
（3）故障及时报警。在发生故障时，监测器能及时将故障信息通过GSM或RS485总线传送给工作人员或监测主站，并有现场蜂鸣器报警，当故障较严重时，在允许的情况下可以启动继电器断开相应的电路。
2.2系统总体结构
根据系统框架可以分为两个部分:前端信号处理和后端数据处理。该系统配备高压CT、PT故障电流的电阻两端电压调节收购加工后,电阻箱由红外传感器电阻温度测量。根据电阻柜材料特性(不锈钢在10s温度不应超过760℃)和电阻柜的安装环境,本系统设计的温度测量范围:-20~1000℃。一组数据保存和USB数据副本,和其他功能,通讯和报警电路主要包括和PC通信和报警电路,报警电路主要包括蜂鸣器报警和GSM报警器;液晶显示部分主要用于检测系统阻力状态显示、参数设置、数据视图和复制等。
3系统软件设计
3.1软件功能设计
软件操作系统使用μC/OS-II系统,监控系统软件系统分为五个任务,按照优先级从高到低是:数据处理、数据存储和操作任务,液晶显示任务、报警、以太网通信任务。
（1）数据处理。数据从数据处理广告迸发出数组和计算瞬时阻力,而组参考电阻判断电阻的工作条件。如果法官是失败,创业失败事件日志,判断故障类型主要是大电流,小电流故障,故障电阻,电阻丝的错,耐温性的失败,电阻电阻变化。理论上系统正常工作和阻力的螺栓在零电流通过电阻的实际操作系统的正常工作,将会有一个小电流通过电阻,通过系统可以检测这部分来判断系统的工作是正常的或小电流电阻螺栓失败。
（2）数据存储及操作。数据存储在一个文件形式存储的故障信息,可以实时查询。数据存储和操作有三种模式,普通模式、操作模式、数据传输模式。正常模式时,系统发生故障监测,任务是收集数据集在SD卡,创建后的故障信号,将目前2之前和之后的8年代数据文件格式,操作模式是指使用液晶屏幕查看SD卡尔文,删除文件,格式SD卡操作,如在测试到SD卡内存小于256M,前面会自动删除一些数据,直到超过256M。
（3）液晶屏显示。显示内容,页面和搜索功能。采集的电压、电流、温度的值,系统状态,故障事件,SD卡存储文件和操作选项,用翻转等;对系统参数的功能设置和修改。
（4）报警。当数据处理程序中判断出故障情况时，启动蜂鸣器报警监测系统,并通过GSM发送员工失败数据。监控系统采用RS232接口和GSM通信,通过短信故障信息将被发送到员工,让员工及时接地电阻的工作条件。当故障情况严重,可以启动继电器接口,断开相应的电路以避免失败。
5）通讯。实现监控系统和上位机之间的通信。中性接地电阻监测系统采用以太网和电脑通讯,只有接收电脑指令相应的监控系统。发送指令类型共有三种类型:实际价值数据的指令,发送文件目录和文件传输指令。为了有效地管理SD卡内存,常用fatf文件系统使用。fatf对于小型嵌入式应用程序,是一种常见的文件系统是完全兼容ANSIC和磁盘I/O层分离,是一个完全独立于特定的文件系统的硬件体系结构,没有任何变化可以应用于廉价的单片机系统中。资源文件还包含一个示例驱动程序。
3.2数据处理流程图
监测系统数据处理流程如图所示。数据采集使用启动突变数量和稳态数据的判断。检测到故障时,系统故障事件标志,并启动故障录波、故障录波文件命名的失败,消除故障后故障信号,监控系统,故障事件信息保存在文件命名的事件。
3.3故障判断
监控系统主要用于判断过流、过压、过热和耐热性的故障特点,故障判断方法在程序中使用了电压、电流有效值和峰值与设定值不断相比,当超过设定值打开错误判断过程,然后确定什么样的失败。
3.4显示与打印
它可以实时显示中性点接地电阻监测系统状态;故障后,员工可以通过以太网接口文件传输错误信息,如第一个机器,也可以直接复制。使用电脑可以查看上述文件通过故障波形的细节可以查看波形变化和开发过程,能有效区分间歇电弧接地故障,小电流高电阻接地等条件,有效地避免抵抗火灾事故;电脑也可以直接打印输出波形或失败事件。
4结束语
根据中性点接地电阻的现状,本文设计了一个模型使用ARM控制,综合功能的中性点低电阻接地系统监测系统。实际运行的结果,该设备具有良好的准确性、可靠性、稳定性和抗干扰能力。这个监控系统主要用于中性点接地电阻的电阻监控和保护系统,监控设备或成套设备市场上有故障录波功能,GSM报警器和继电保护,电阻和电流分布网络故障判断功能,具有良好的实用性。
参考文献：
[1]董雷,何林,蒲天骄.中性点接地方式对配电网可靠性的影响[J].电力系统保护与控制,2013,01:96-101.
[2]郭丽伟,薛永端,徐丙垠,蔡燕春,张少凡.中性点接地方式对供电可靠性的影响分析[J].电网技术,2015,08:2340-2345.
论文作者:杨军,何金波,王兴兵,邱卫卫,刘斌,罗彬,梁雨哲
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/28
标签：故障论文; 电阻论文; 系统论文; 电流论文; 数据论文; 数据处理论文; 监控系统论文; 《基层建设》2016年36期论文;