針對高壓配電柜故障監視和自動控制系統設計分析

李小蒙

(河南安鋼舞陽礦業公司，河南 舞鋼 462500)

現代高壓用配電柜實現了對配電系統故障的實時監控性，為了提高配電工作中高壓操作工作人員工作過程的安全性，在確認配電系統故障的同時采取相應的保護措施對整個配電系統進行保護工作。本文通過高壓用配電柜設計實現對配電系統中故障進行監視和實現自動化控制。該配電柜監視和自動控制系統的由執行CPU 與主控用微機兩個主體部分構成，其控制人員可以方便的利用鼠標對系統執行CPU 傳遞命令，從而控制配電柜進行相應的操作，從而避免了高壓操作工作過程中高壓操作人員和高壓配電線路的近距離接觸帶來的危險。

一 設計執行CPU 的軟硬件

AT89S52 型微控制器具有高性能和低功耗的特點，AT89S52 型微控制器在是擁有8k 內存的存儲器，該存儲器是可以在系統中進行編程的操作的Flash 存儲器。該款微控制器是憑借Atmel 公司的具有高密度和非易失性特點的存儲器制造技術，使控制器和工業性的80C51 產品引腳與指令進行全面性的兼容。片狀微控制器上的可編程式的Flash 使程序以可在系統中進行編程的狀態存儲在儲存器中，這種技術也可以在常規的編程器中應用。AT89S52 型微控制器的單芯片形式，其具有的在系統內可編程型Flash 與靈活的八位式CPU，從而讓AT89S52 型微控制器能夠對多種嵌入式的控制應用裝置提供高度有效的且靈活性良好的控制解決方案。本文設計的配電柜監控和自動控制系統的執行CPU 使用AT89S52型微控制器的單片機用來接收監控用微機的指令信息，并依據相應的指令信息做出相適應的應激性動作，并在這個過程中使用傳感器對高壓用配電柜內的重要部件進行巡回性的檢測，判斷其部件溫度和電網中電壓值是否正常。高壓用配電柜在工作中非配電操作人員的接近存在一定的安全性問題，為了避免相關的安全事故問題，本高壓用配電柜故障監視和自動控制系統在工作時通過具有監視配電柜工作狀態下是否存在非工作人員靠近的功能。當系統檢測是否存在非工作人員靠近配電柜后，其將會對控制微機同步發送非工作人員靠近高壓用配電柜實際情況的相應代碼。

(一)設計執行CPU 中用于監測信號的程序

系統中的執行CPU 以對配電柜中主要性能參數進行監測為主要工作，其對配電柜的性能參數監測的具體內容包含是對接觸器上的觸點、接觸器本身的溫度變化、非工作人員接近配電柜是否能夠報警、配電柜是否有人靠近、接觸器自身溫度數值、配電網中的電壓進行間隙性的監測，執行CPU 在獲取這些監測數據之后，將會按照相應的協議將其反饋給控制微機，為相關工作人員對拍電柜的工作狀態進行監控。工作人員在控制微機對執行CPU 發出信息指令之后，執行CPU 必須具備實時準確接受控制微機發出指令信息的特性。當車間中出現常規的上電與斷電、自動斷電與上電和其在發生故障時，控制微機采用何種執行方案，執行CPU 必須能夠準確及時的接收。

(二)設計執行CPU 的數據發送程序

執行CPU 的數據發送程序實際是利用單總線的數字型18B20 溫度式傳感器對配電柜中各通道中的溫度數據信息進行實時的巡回式監測。執行CPU 在高壓用配電柜中電壓檢測上使用傳感器是電壓式互感器，其數據的發送要憑借串口AT89S52 來進行，其使用固定時間的發送方式，并對CPU 的通信進行控制，CPU 通信設定的速度是9600，在執行CPU 開始將數據發送出去之前，會更具各個通道的不同情況對數據進行差異性編碼，從而保證發送數據的準確性。二 設計微機控制系統。

高壓用配電柜故障監視系統和自動控制系統中上位機操作界面使用的是VB 語言代碼進行編寫，微機操作人員能夠可在操作系統界面中利用鼠標控制任意單一車間之內電源所處的通斷電狀態。系統中控制用微機接收完執行CPU 反饋的數據信息后，要對這些數據信息做相應的解碼和數據處理，分辨出這些信息的通道出處，并對數據信息進行整體和重組。系統控制危機在完成對執行CPU 傳遞的三相電流的變化值接受后，要控制對該電流值做傅里葉式分析，從而對電網中電流發生的畸變率做出準確的判斷。系統中將傅里葉類復雜性運算分析全部用控制微機來做統一處理，有利于大幅度消減執行CPU 工作中的運算工作量，保證執行CPU 能夠更專業的完成對配電柜系統中出現故障的控制上，而較為復雜的分析運算過程通過控制微機計算完畢之后，在將結果共享給執行CPU可以有效的提高系統的工作效率。

三 系統操作

通過高壓用配電柜故障監視和自動控制系統的系統操作界面，配電工作人員能夠方便的使用鼠標對執行CPU 傳遞指令信息。系統操作界面上的每一個按鈕都對應著相應的功能指令，而指令按鈕上的不同顏色，可以使配電操作人員對系統操作界面上的功能有一個更為直觀的認知，更方面操作人員從操作界面上獲取高壓配電柜中不同部件的工作狀態。比如系統操作界面能夠使用不同的顏色表達接觸器所處的狀態，故障狀態用紅色表示，正常狀態用綠色表示;當接觸器中有比較大的電流通過時設備溫度會急劇升高時，系統操作人員能夠直接對界面進行操作，讀取配電柜中所有接觸氣的具體溫度值和變化，當操作人員發現接觸器的溫度異常時，將會通過操作系統向執行CPU 發出指令對該接觸器進行相應的保護措施;操作系統中可以方面的為操作人員提供有針對配電柜工作各環節的快捷性自動式上電與斷電的命令按鈕，在命令按鈕執行過程中，操作系統將會通過系統故障進行自動檢測并按照選擇好的故障預備案處理系統中的故障為題，在處理中系統將會對故障造成的損失等進行合理協調，以確保將配電柜故障導致的損失減到最小。該配電柜故障檢測和自動控制系統在實踐中調試與使用情況良好，說明了該系統對配電柜故障的監測和自動控制性能優良，適合礦業企業的實際生產需求，具有很大的實際使用價值。

［1］朱瑞卿，左宏基.高壓配電柜故障監視和自動控制系統設計［A］.煤礦機械，2012，33(05):262-263.

［2］曹宏.基于組態監控的高壓開關柜溫度預警系統設計［A］.第七傳動自動化，2009，31(02):41-45.