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摘要：随着供电可靠性的要求越来越高，箱变车低压柜的功能越来越多，本文阐述一种典型的低压柜控制系统设计方案。
关键词：箱变车；控制系统；相序检测；同期检测
引言
随着经济的发展，社会对于供电可靠性的要求越来越高。目前，电网公司正积极通过多项举措减少停电时间，保证供电可靠性。其中，旁路带电作业因其独特优势正在配网系统中广泛开展，并且规模越来越大。箱变车是旁路带电作业最重要的设备之一，它主要用于更换配网变压器。然而箱变车使用工况复杂，为了适应这些工况，保证箱变车安全、可靠地运行，低压开关柜的功能越来越多。通过长期箱变车设计经验的积累，渐渐完善了箱变车低压柜的功能，本文阐述一种典型的低压柜控制系统设计方案。
1 箱变车使用工况
根据配网变压器的不同，箱变车的使用工况主要有两种：短时停电作业和并列运行作业。当箱变车与配网变压器的连接组别不同时，只能将原低压线路停电，再通过箱变车为负载供电。戏中情况箱变车低压开关合闸应满足两个条件：1、箱变车与配网变压器低压输出相序一致；2、负载线路已断电。当箱变车与配网变压器连接组别相同时，箱变车与配网变压器可先进行并列运行，再将配网变压器退出运行，由箱变车为负载进行供电。然而在并列运行前，必须检测箱变车与配网变压器低压输出的电压、频率、相位角是否满足并列条件，确认后，才可以闭合箱变车低压输出开关，否则可能导致箱变车与配网变压器短路，导致变压器、低压开关、线路等损坏。
为满足上述箱变车的使用要求，在设计低压开关柜时，控制系统中必须集成相序检测、同期检测、有压互锁等功能，并且上述功能可根据不同使用工况进行切换。
2整体配置方案
整个控制系统主要由人机交互、相序检测、同期检测、逻辑控制等功能模块组成。该控制系统优点在于：1、以PLC控制器作为逻辑判断及检测控制中心、以工业控制触摸屏作为人机交互窗口，便于控制系统功能扩展与完善、便于人员操作；2、逻辑部分通过控制器编程完成，减少了外围设备数量，减少大量连接线，整个系统配置简洁，进而减少系统故障率，使系统运行更稳定，也更有利于检修、故障排查等。具体系统配置见图1：
如图所示，L1、L2、L3连接三相电源，只有当三相电源为正相序，继电器线圈才会吸合，常开点闭合。相序由三相电源相位的相对关系决定，在三相交流电网系统中，A、B、C三相的相序关系有两种：正相序和负相序。具体情况见表1：
表1.三相电源相序
此设计优点在于无论配网变压器低压输出是正相序还是负相序，相序检测模块均可以进行比对。因为在实际配网变压器的高压接线中，相序不得辨认，有反接的现象，导致变压器低压输出反相序，低压设备接电源时，再进行就地调整。
4检同期模块设计
检同期模块主要用于检测箱变车与配网变压器是否满足并列运行条件。日常运行中发现并联线圈间的循环电流(也就是环流)，对变压器损害是非常大的。为了消除环流，实现两台或多台变压器并列运行，就必须满足以下条件：
（1）接线组别相同。
（2）电压比相等。
（3）阻抗电压的百分数相等。
（4）容量比不超过3：1。
然而箱变车与配网变压器并列运行，只需满足第（1）项和第（2）项即可。因为在实际使用中，均是采用箱变车短时与配网变压器并列运行，然后替代配网变压器为负载供电，因此，就不存在第（3）项和第（4）项中提到的负载分配问题。
上述条件（1）、（2）项，其实就是要求变压器低压侧的电压不能存在电压差，存在电压差就可能导致并列时产生巨大环流，甚至可达到短路电流级别，损坏变压器、线路、开关等。
常规采用的检测方法是采用万用表手动测量，操作繁琐、检测结果不准确，可能会导致事故发生。本文提供了一种以准同期控制器为核心部件的检同期模块，通过检同期模块检测两个线电压的幅值差、相位差是否满足并列条件，并自动得出结果，操作简单，准确性高。
5控制模块逻辑图
控制模块采用可编程控制器代替常规继电器，不但减少了大量控制接线，而且便于后期的功能扩展。本控制系统的流程图如图4。
图4 箱变车低压柜控制系统流程图
6结论
低压柜的功能对于箱变车的使用至关重要。在设计当中低压柜必须应具备相序检测、同期检测、有压互锁等功能。随着旁路带电作业的发展，低压柜的功能还应进一步完善。
论文作者:陈允柯,杨阳,郭维
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/7
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