試論高壓配電柜故障監視和自動控制系統設計

陳娟娟

摘要：高壓配電柜又稱為高壓開關柜，是電力系統中非常關鍵和重要的基礎設備，其主要功能和作用就是輔助系統發電、輸電、控制和保護整個電力系統。因此，研究高壓配電柜在配電設備中的應用具有重要的作用和意義，某變電站在原有電力系統中引進了高壓配電柜裝置，探討配電柜在電力設備中的應用，取得非常理想的效果，配電柜的應用具有積極的研究意義，值得設備技術人員重視和思考。

關鍵詞：高壓配電柜；配電設備；應用

1傳統10KV高壓配電柜中存在的一些問題

1.1高壓配電柜驗電中存在的問題

傳統的配電網系統中所用的配電柜是全封閉式的模型，其開關閉閉鎖裝置靈活性不夠強，無法滿足安全規程，即做不到先驗電后接地的規范要求，其安全系數不夠高，在實際應用中，在合接地開關前必須要提前驗明設備是否已斷電。但是，由于整個配電網系統處于完全封閉式狀態下工作，無法用攜帶式高壓驗電器進行驗電，給工作增加很大的難度，在系統安裝和維修過程中，就會出現強行解鎖打開開關柜門的情況，給用戶帶來很大的影響。

1.210KV高壓配電柜開關存在著問題

配電設備在實際的運行過程中，一旦10kv高壓配電柜設備開關出現問題，那么就會造成整個工作系統出現問題，進而使得高壓配電柜無法及時閉合，進而擴大電網系統工作故障的擴大面積，進而對整個工作系統運行工作造成非常大的影響。10kv高壓配電柜開關問題大多是由于斷路器出現故障造成的，實際上與配電柜本身的關系并不大。配電設備工作系統一般出現短路問題時大多會出現噴油短路現象，對整個電路都造成了非常大的影響，進而使得配電設備受到損壞，高壓配電柜開斷能力不足等問題，對工作人員生命財產安全造成了非常大的影響。

1.3高壓配電柜柜內空氣絕緣間隙小

絕緣件空隙的大小直接影響著配電柜的運行，傳統配電網中，系統中所使用的10KV配電柜內帶電體的相與相、相與地之間空氣絕緣間隙一般多在100～125mm之間，這樣就會造成接火等故障問題，系統將無法正常運行。傳統絕緣間隙過小這種問題是由于在設備安裝過程中，沒有嚴格按照《高壓配電裝置設計技術規程》中的規定開展工作，最終必定導致不良的后果。

2故障監視和自動控制系統

2.1執行CPU軟硬件設計

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，AT89S52具有8k在系統可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用提供高靈活、超有效的解決方案。該系統執行CPU采用AT89S52單片機，負責接收監控微機的指令并按照指令產生相應動作，同時通過傳感器巡回檢測所有高壓配電柜內關鍵部件的溫度以及電網的電壓值。

（1）執行CPU信號檢測程序設計

執行CPU主要負責配電柜主要參數的檢測，包括電網電壓，接觸器溫度值，有無人員靠近，人員靠近報警，接觸器溫度，接觸器觸點間隙檢測等，同時需要把這些數據按照一定協議發送到控制微機，以便工作人員進行監控；同時，執行CPU還需要實時準備接收來自控制微機的命令，例如常見的某一車間的上電和斷電、自動斷電和上電以及在故障出現時應該采取哪種預案等。

（2）執行CPU

發送數據程序設計執行CPU在通過單總線數字溫度傳感器18B20實時巡回檢測各通道的溫度數據，對高壓配電柜電壓的檢測采用電壓互感器，發送數據是通過AT89S52的串口，采用固定時間（即定時器中斷到）發送的方式和控制CPU通信，通信速度設定為9600，同時執行CPU在發送數據之前要按照不同的通道對數據進行編碼。

2.2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。

3結合現實情況有效配置

10KV高壓配電柜現實對于高壓配電柜發展具有非常重要的影響，只有不斷結合實際情況來進行有效的總結，這樣才能夠有效總結符合實際情況結論。10KV高壓配電柜是電力工作系統中的關鍵性配電設備，因此需要結合現實案例來尋找切入點以及重點，進而進行相關內容的有效整合，進而結合地區實際情況來進行分析。以我國南方某地區分析來看，該地區變電站為110KV，這就需要配備10KV高壓配電柜來開展火災報警工作以及溫度監測工作，相關技術工作人員需要選擇想適應規格光纖傳感器來進行作業，對于變電站實際工作來進行有效溫度監測。但是需要特別注意到的就是，光纖傳感器安裝過程中需要保證在上接觸頭、下靜觸頭以及電纜結果上面安裝，這樣才能夠更加有效監測到溫度方面的變化，當觸電溫度高于實際問題之后，那么就會出現預報警，相關技術監測工作人員能夠及時傳遞相關信息，進而有效減少電力系統實際運行事故，進而為電力事業的穩定發展提供有效保障，對我國經濟發展具有非常重要的影響。

綜上所述，高壓配電柜與電網系統的安全運行有著密切的聯系，雖然當前高壓配電柜的配置存在著一些問題，但可以預見隨著科學技術的發展這些問題都不會成為影響配電柜應用的阻礙。鑒于高壓配電柜在配電網設施中的良好運用，其推廣應用是具有極高價值和長遠意義的。

參考文獻：

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[2]陳劍.配電設備中10KV高壓配電柜的應用分析[J].科技展望，2015，20：103+105.