0.4kV低壓配電系統智能化方法探究

何有林

【摘?要】本文分析了0.4kV低壓配電系統及其組成功能，還有終端單元的基本原理，探究了終端單元的關鍵技術，比如雙進程編程技術，還有多路監控集中式結構設計。

【關鍵詞】0.4kV;低壓;配電系統;智能化

前言

配電自動化技術在抗干擾技術、電力電子技術、微電子技術和計算機技術等新技術的發展帶動下也得到了迅速發展。在我國針對10kV及以上的配電系統自動化研究已經趨于成熟，并且在實踐中也得到了應用，但是0.4kV的配電系統智能化還是正在探索階段。因此，下文就針對0.4kV低壓配電系統智能化方法展開了分析探究。

1.0.4kV低壓配電系統及其組成部分

1.10.4kV低壓配電系統

YXM11系列的0.4kV智能配電監控終端單元，適用于0.4kV低壓成套開關設備智能化，可以有效監測和控制0.4kV低壓配電系統的主電源投切、備電源投切、無功補償、母聯、饋電、受電等各開關柜的接觸器和斷路器的電參數。該智能配電監控終端單元的設計主要采用了網絡化、集成化、模塊化和數字化，屬于一種新型的低壓監控終端產品[1]。此智能配電監控終端單元可以針對系統主母線各連接點溫度、工作環境溫度、總用電量、無功用電量、有功用電量等電氣參數進行遠程監控，同時還能通過遠程進行抽出式斷路器位置狀態、欠壓狀態、儲能狀態，還有故障情況等方面的監視。

1.2系統組成和功能

該系統主要進線監控終端單元、饋電監控終端單元、電源切換監控終端單元、電容補償監控終端單元、聯絡監控終端單元這5類的終端單元所組成。圖1 顯示了基于現場總線模式的分散式低壓配電監控系統[2]。

2.終端單元的基本原理

在此系統中，各個監控終端單元的工作原理類似，差異的地方在于所監測控制的輸入回路和輸出回路的類別和數量不一樣。在設計各終端單元的時候，應用了多種類型的軟硬件關鍵技術，但是在選擇器件型號的時候，還是選擇性價比高、可靠度高且通用的。圖2為監控終端單元原理框圖。

結構主要由7個部分組成，其中包括了 模擬量輸入接口、開關量輸入接口、控制輸出接口、人機界面、中央處理單元、通訊接口、電源。輸入交流電壓220V50Hz在經過了電壓互感器之后，會轉變成2mA信號，而在經過了輸入交流電流5A之后會轉變為2.5mA的信號，然后經過有源濾波和運算放大可以獲得A/D轉換輸入電壓[3]。

3.終端單元的關鍵技術

3.1雙進程編程技術

為有效降低制造產品的成本，在選用MPU的時候，可以選用PHILIPS公司8位精簡指令集單片機，選用TI公司的A/D芯片10位多模擬通道進行ADC的輸入串行。此方案成本低，還能使PCB板的面積得到有效減少，可以實現多饋電回路的集中控制式結構。但是ADC的串行采樣速率不高，因此，使用了雙進程編程技術在智能終端系統[4]。其中完成物理量計算、輸入輸出開關量、與上位機之間的通信、數據顯示等大部分的工作主要是由主進程來完成。A/D進程為另外的一個進程，此進程僅僅完成了交流電流和交流電壓的數據緩存和采樣工作。當這兩個進程間在并行工作階段，聯絡主要是通過信號量來進行，然后利用雙進程編程技術來實時計算交流電參數。有72個采樣點在一個工頻的周期中，所以，即使有高于30次的諧波分量存在于交流電中，但是還是可以將測量結果準確的給出來。

3.2多路監控集中式機構設計

目前有很多國內外同類產品中，一個監控終端單元只能測控一路饋電。因為有很多通信節點數，所以系統的通信速度會受到影響而有所下降。每一饋電回路，都需要配備一套完整的按鍵與顯示電路、通信接口電路、控制電路、電源電路等，這必然會使各饋電回路的銷售價格和平均生產成本增加、但是因為使用了雙進程編程技術，設計硬件的復雜度得到降低。所以在設計項目產品的時候應用了多路監控集中式結構[5]。在所有終端單元中，使用了大量的饋電單元。一套按鍵與顯示電路、通信接口電路、控制電路、電源電路由8個回路公用，單回路的平均生產成本不僅可以得到有效降低，還能確保產品的市場競爭力可以得到提高。

結束語

通過上文的分析探究，我們知道優化0.4kV低壓配電系統，可以通過雙進程編程技術、多路監控集中式機構設計來實現。在實際優化0.4kV低壓配電系統的時候，必須要嚴格按照技術應用要求來予以該智能終端的優化，以實現配電系統的不間斷運行，同時還能確保低壓配電網絡的要求可以得到滿足。

參考文獻：

[1]張衛紅，陳小龍，萬順，et al.基于邊緣計算的分布式配電故障處理系統[J].供用電，（9）：28-33.

[2]肖新華，黃明燁，宋志強.基于智能配變終端的低壓配電網智能運檢體系構建研究[J].供用電，（6）.

[3]王黎，程華.基于0.4kV低壓配電系統智能化方法的探討[J].磚瓦，2006（11）：39-42.

[4]黃遠君.0.4 kV低壓配電系統智能化方法探究[J].企業技術開發，2015（7）：99-100.

（作者單位：國網青海省電力公司海西供電公司）