广东省新会电器厂有限公司 广东江门 529100
摘要：电力行业快速发展发展促使人们对于电力需求越来越高，10kV高压配电柜使用频率也不断提高。电力设备运行质量直接影响电网工作系统的运行效果以及工作安全性。作为10kV配电工作系统中的重要组成部分，高压配电柜在电力系统中具有越来越重要的作用。本文将针对高压配电柜故障监视和自动控制系统设计进行简单分析。
关键词：配电工作；高压配电柜设计；故障监视：自动控制
1 前言
为了减小高压操作给工作人员带来的危险性，对高压配电柜的故障进行实时监控，并在出现故障时对整个用电系统进行必要的保护措施，高压配电柜故障监视和自动控制系统，整个系统由主控微机和执行CPU组成，操作员只需通过鼠标就可以向执行CPU发送指令控制配电柜进行动作，从根本上消除了由高压操作给工作人员带来的危害，执行CPU同时负责配电柜状态的检测，比如有无人员靠近等进行报警，大大提高企业生产领域的安全性，保证高压配电柜故障监视和自动控制应用取得积极效果。
2 高压配电柜发展简介
高压配电柜是由许多关键的设备组成的，能够起到保护调节和监测的功能，这些构件缺一不可。从发展进程上来看，主要分为三个阶段。第一阶段是高压配电柜的兴起阶段，大概时间在1950到1960年，由于是在建国之初，许多技术也是刚刚起步，因此并不具备成熟的配电技术，多是从发达国家学习而来的。这之后的十年是发展的第二阶段，在这一阶段国内纷纷掀起了电力技术创新的热潮，仅仅靠仿造学习已经不能满足人们日益增长的物质需求了，因此这时的高压配电技术呈现出发展速度加快、更加多样化。第三阶段是上个世纪80年代至今，随着社会各行各业的发展和政策的改变，电力集团不仅加强了内部的创新，同时也积极与国际上拥有先进技术的单位合作，实现了高压配电柜技术的真正发展和前所未有的稳定。
3 10kV高压配电柜在配电设备中存在的问题
3.1 10kV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故障主要表现开断与关合故障、绝缘故障、截流故障等方面，上述故障的出现有可能会造成真空断路器灭弧室及波纹管漏气，真空度降低，切电容器组重燃，陶瓷管破裂；绝缘层性能逐步降低，外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿；触头接触不良导致触头烧融，以及受异物撞击，自然灾害，小动物短路等种种质量问题引起10kV高压柜运行状态恶化。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。
3.2 10kV高压配电柜的验电工作存在着问题
配电网工作系统在传统工作过程中，大多是采用全封闭式的工作模式，但是10kV高压配电柜开关闭锁装置存在着灵活度不高的问题，实际工作并不符合安全工作流程，也就是无法做到先进行验电之后在进行接地工作的实际规范，实际的安全工作系数并不是非常高，在实际的应用过程中，在开展合接地开关在工作之前保证验明设备已经处于断电地位。但是由于整个配电网工作系统实际上是处于完全封闭工作状态，因而无法应用携带式高压验电器开展验电工作，那么实际的工作难度受到了非常大的挑战，在实际的维修工作以及系统安装工作过程中，往往存在着强行解锁情况，进而对用户实际工作造成了非常大的影响。
4 关于10kV高压配电柜故障监视的方法选择建议
4.1 位移传感器
测量直线位移的传感器有很多，如差动变压器式、差动电容器式、霍尔效应式等。如果直接测量断路器动触头的行程曲线，首先要考虑安装以下所述的位移的传感器，都需要将传感器在位移方向上与触头导杆相连，这样安装工作比较困难。解决方案是寻求间接的方法，一种设想是在可动部分贴上或加上对光线敏感的条码状线条或图案，通过光电的发射和接收信号。
4.2 感应式位置传感器
感应式位置传感器用于监视断路器分合位置，这种传感器只能安装于操作机构的可动部分，通过判断操作机构的位置间接推断断路器动触头的位置。这种推断是不可靠的，并且只能测平均速度，无法测得包含大量信息的断路器触头的行程曲线，但它可以作为断路器开断次数统计的依据。
4.3 温度传感器
温度传感器用于母线连接处的温升测量，包括石英传感器，光微硅温度传感器和吸收型光纤温度传感器，它们分别以石英晶体，硅片作为感温元件，以光纤作为传输介质，这就有效地解决了电磁干扰问题。
5 高压配电柜实现自动控制的必要性
5.1 高压配电柜实现自动控制是提高系统运行效果的必要措施
实现自动控制以后，高压配电柜的整体功能得到了增强，对电力系统和设备运行系统的运行起到了积极的促进。因此在整体系统运行效果上，有了明显的提高，对提高高压配电柜的运行质量具有重要作用。
5.2 高压配电柜实现自动控制是满足系统运行需要的必要手段
在电力系统和设备系统的运行过程中，需要高压配电柜能够在实现基本的控制功能之外，也能够在其他功能上满足系统运行需要，保证高压配电柜能够实现自动控制功能。
5.3 高压配电柜实现自动控制是提升系统运行质量的必要方法
由于高压配电柜关系到电力系统和设备系统的运行，因此高压配电柜实现自动控制以后，对提升系统运行质量产生了重要的促进作用，对提升系统运行质量具有重要意义。
6 自动控制系统设计分析
6.1 设计执行CPU中用于监测信号的程序
系统中的执行CPU以对配电柜中主要性能参数进行监测为主要工作，其对配电柜的性能参数监测的具体内容包含是对接触器上的触点、接触器本身的温度变化、非工作人员接近配电柜是否能够报警、配电柜是否有人靠近、接触器自身温度数值、配电网中的电压进行间隙性的监测，执行CPU在获取这些监测数据之后，将会按照相应的协议将其反馈给控制微机，为相关工作人员对拍电柜的工作状态进行监控。工作人员在控制微机对执行CPU发出信息指令之后，执行CPU必须具备实时准确接受控制微机发出指令信息的特性。当车间中出现常规的上电与断电、自动断电与上电和其在发生故障时，控制微机采用何种执行方案，执行CPU必须能够准确及时的接收。
6.2 设计执行CPU的数据发送程序
执行CPU的数据发送程序实际是利用单总线的数字型18B20温度式传感器对配电柜中各通道中的温度数据信息进行实时的巡回式监测。执行CPU在高压用配电柜中电压检测上使用传感器是电压式互感器，其数据的发送要凭借串口AT89S52来进行，其使用固定时间的发送方式，并对CPU的通信进行控制，CPU通信设定的速度是9600，在执行CPU开始将数据发送出去之前，会更具各个通道的不同情况对数据进行差异性编码，从而保证发送数据的准确性。二设计微机控制系统。高压用配电柜故障监视系统和自动控制系统中上位机操作界面使用的是VB语言代码进行编写，微机操作人员能够可在操作系统界面中利用鼠标控制任意单一车间之内电源所处的通断电状态。系统中控制用微机接收完执行CPU反馈的数据信息后，要对这些数据信息做相应的解码和数据处理，分辨出这些信息的通道出处，并对数据信息进行整体和重组。系统控制危机在完成对执行CPU传递的三相电流的变化值接受后，要控制对该电流值做傅里叶式分析，从而对电网中电流发生的畸变率做出准确的判断。系统中将傅里叶类复杂性运算分析全部用控制微机来做统一处理，有利于大幅度消减执行CPU工作中的运算工作量，保证执行CPU能够更专业的完成对配电柜系统中出现故障的控制上，而较为复杂的分析运算过程通过控制微机计算完毕之后，在将结果共享给执行CPU可以有效的提高系统的工作效率。
6.3 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，执行CPU发送数据的程序流程如图1所示。
7 结束语
高压柜对保障整个供电系统的稳定性有很大的意义，在10KV高压配电柜制作和运行过程中，应用故障监视和自动控制技术是十分必要的。从目前高压配电柜的实际使用来看，在系统检测到故障时将会按照选择的预案对系统进行协调控制以使损失降到最低。实际调试和使用证明该系统故障监视和自动控制功能良好，完全能够满足企业生产需要，有较大的实际应用价值，保证电网的安全可靠运行。
参考文献
[1]李小蒙.针对高压配电柜故障监视和自动控制系统设计分析[J].河南科技，2013，（08）：111.
论文作者:谭启祥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/19
标签：高压论文; 配电柜论文; 系统论文; 工作论文; 故障论文; 数据论文; 自动控制论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;