高低压配电系统
童泉军
[摘 要]本文简要介绍了高低压配电监控系统的设计和实施方案。该系统采用两级计算机管理，可检测各项电源参数的分配、报警、数据统计等等。此次设计的系统可用于大中型企业技术革新。
[关键词]高低压；配电间；检测系统；
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0074-01
前言：大中型企业配電负责整个企业的电力管理，配送任务。配电管理自动化能帮助企业做好电力业务规划，还能节约用电，具有重要意义。
1.问题提出
一般大型企业均有专门的配电间，在实施自动监测之前，一般需依赖工人定时巡回手工抄表来记录电耗情况和电网状况，工作强度大，效率低。高低压配电间监测系统的研制，可免去工人抄表、制表、统计等工作，并可实时监测电网各支路的用电情况，一旦发生异常情况（如负荷超限、断路），可以及时得到报警信号，便于电工及值班人员采取处置措施，对于安全生产、合理配电、减轻工人劳动强度提高管理的自动化水平有着重要作用。
2.系统构成原理及设备选型
2.1 系统构成原理
一般来讲，配电间内有多个配电屏，每个配电屏可对一部分用电区域进行停、迭电控制，用电状态可通过安装在配电屏内的电压、电流互感器间接测量和评估。配电间管理所需要监测的主要用电参数有母线电压，电网频率、功率因数、各配电屏负荷电流（三相或两相），有功、无功电度。一般需做到对上述参数进行实时显示、报警，并可按照各种报表形式进行打印。
根据上述要求，本系统采用了集中监测方案，即将各配电屏上的电流、电压、频率、功率因数分别与电压或电流变进器相连，由变送器将100V或5A标准互感器将输出信号变换成1-5V模拟信号，对无功、有功电度的计量采用脉冲电度表，它既可以直接显示累计甩电量，又可以发出脉冲信号。这些模拟或脉冲信号与STD工业控制机的模拟或数字信号输入端相连，由STD工控机进行信号转换、预处理和存储。STD工控机与386型主机通过串行通信接口进行数据交换，通讯距离不大于200米，系统可构成如图1-1所示，可见这是一种两级计算机监铡系统。变送器屏起着配电屏和计算机之间的连接作用。STD工控机用干实时记录各配电屏的电力参数，可以不断电长期运行，主机用于各项参数的数据处理、实时显示、报警，报表打印、负荷曲线绘制、历史数据保存。
变送器及工控机屏01不间断电源02主机03打印机04配电屏n05配电屏206配电屏1
2.2 设备选型
2.2.1 变送器的选型
电压、电流频率变送器可选用上海浦江电表厂产品，可以对单相、三相电压、电流进行变换，变进器可输出1-5V标准信号有功、无功脉冲电度表选用哈尔滨电表厂产品，可输出12V（Vp-p）脉冲信号。
功率因数变迭器可选用上普自动化设备控制公司EPPF型，输入采用三相三线平衡负载接线方式，输出l～5V。
2.2.2 工控机的选型
工控机选用STD工控机，包括四种插件扳，下面简要说明各板特性，用途。
1）CPU板，4时钟，ROM32K，RAM32K，并行I/O口24路，串行I/O口一路，定时/计数器3路，其中RAM具有掉电保护，可改动地址的“写保护、程序监督定时器（Watchdog）功能。串行口用于和主机的数据通信。
2）A/D板。为带光电隔离多通道A/O板，用于电压、电流，频率、功率因敷等横按信号的转换，主要技术指标是；
输入通道：单端32路，双端l6路
输人阻抗：lO，采样分辨率：12位
输人信号量程：0～5V
输出码制：12位二进制码
采样频率：25kHz/s
3）计数板光电隔离16路脉冲信号计数板，输入脉冲信号电压范围0～+12V，用于接收脉冲式有功、无功电度表发出的脉冲信号。
4）A/D转换用外部电源扳；为A/D扳光电隔离前电路提供±5V，±12V电源。
2.3 主机及不间断电源选型
主机选用386系列计算机，TVGA显示器
不问断电源选用SANTAK—1KVA型
3.系统设置模块
该模块的功能：
1）互感器变比、变送器（电压、电流、功率因数、频率）变换系数预置，这样，在系统更换互感器或变送器时，只要将新的系数置入即可。
2）报警门限设置，设置母线电压、各屏负荷电流、功率因数、频率的上下限值。当系统进行现场监测时，实测值只要超出了门限值，就可以发出报警信号和指出报警原因。
该模块不准一般用户随便进入，只允许少数电网维护人员进入，因而设置了进入的口令，可避免电网的重要参数遭到破坏。
4.数据处理模块
该模块的调用不需用户干预，而由系统自动进行。在每次开启主机，绘制班、日曲线和打印班、日报表之前以及退出主控程序时，都将调用该模块从事数据处理工作。它完成实测数据的接收、换算和存储，数据的接收通过调用通信程序完成，完成接收后，可以获得两个分别存放模拟量和脉冲电度量的数组。它们存放了自上个数据接收以来所积累的若干组实测数据，前沿的工控机每工作一个小时，就会发送出一组这样的数据，两个数组实际的数据组数在任何时候都是一样的。
每进行一次数据接收，都要与原累加值作一次相加，并将结果存入专门文件，更新原结果，以使该累计值文件随时准确地反映各类测量仪表的读数，以供参照，并在一旦因数据丢失或其它原因造成与实际表计值误差较大时可迅速进行数据恢复。
数据接收和累计完成后，则立刻根据互感器的变比，各屏电流、电压、电功等量将实测数据换算成电压、电流、频率、电功的实际值，然后将它们存人相应的数据文件中。为便于观察，每日数据文件采用文本文件形式，且文件名上反映了月份和日期的信息，便于按时间存取。
本系统要求一昼夜至少运行一次，只要两次开机工作的间隔时间不超过24h，就不会丢失数据。因为开机时间允许用户有较大灵活性，所以，每次接收和存储的数据组数不是定值，有時接收的数据仅存于当日数据文件即可，有时接收的数据却一部分要存于前日文件，一部分要存入当日文件。考虑到可能因故停机的情况，将会造成一至几天）中的数据已经丢失，为保证数据文件与日期以及时段间严格的对应关系，保证系统的正常工作，免得数据采集工作前功尽弃，数据处理程序根据机内设置的系统时间值，对数据进行了一旦丢失数据便适当补充若干组零的处理。
5.主要技术问题
5.1 提高监测信号传输的可靠性
现场信号取自配电间各高压配电屏，经过一定的传输距离后送至变送器。这些信号会受到电磁场静电感应高频噪声设备负荷变化等因素的影响。在设计过程中，我们可通过监测系绕中的合理布线及电路设计使这些问题得到较好的解决。
5.2 提高数据存储的可靠性
在工控机工作时，每个整点时刻的电力运行参数都将成组保存在共用存储区内，对这个常用存储区采用写保护措施，以避免瞬间干扰对共用存储区数据的破坏。此外在主机上，对关键数据建立了备份，以防止重要数据丢失。
5.3 提高数据通信的可靠性
在本系统中，由工控机采集现场数据，经过初步数据整理后均送到主机处理为提高传送可靠性，在主机和工控机通信管理模块中设计了错误捡查和纠错功能。具体做法是制订通信检验状态并对数据帧文长度和数据进行检查，出错后上位机可要求下位机重新发送。另外也规定当通信错误时用超时重发的方法来重新建立数据通信链路的原则。
5.4 主机、工控机的时钟校对
由于用户要求每小时循环记录一组用电参数，这就需要主机和工控机的运行严格同步。在系统中设计了时钟校对功能，系统工作时主机可以自动向工控机发送时钟校对指令，工控机据此命令校对工作时钟，较好地保证了双机的同步运行。
结束语
综上所述，在以后的实际工作中，对于高低压配电间检测系统，也需要技术人员不断的提升自身的知识水平，并总结工作经验，以此从根本上保证高低压配电间系统运行的安全可靠。
参考文献
[1] 微机控树仪表及仪表系统，陕西科学技术出版杜，1988.
[2] 张福炎、蒋新儿，IBM—PC擞机及系统，南京太学出版杜-1986.
