王明江++李准++王清华++吴红艳

摘 要

本论文解决的技术问题是：提供一种针对400V供电系统中变、配、输、用各环节设备性能状态及供电质量的智能监测系统，主要解决400V供电系统短路故障、变压器环网故障的检测，总断路器自动合闸以及负载断路器分合闸状态的监测问题。运用电压测量技术、电流测量技术、开关量测量技术、PID计算方法、计算机技术、网络传输技术、数据端口协议技术等，整合集成各功能部件，以实现如下功能：变压器出线侧三相电压在线监测；输出回路断路器跳闸在线监测；输出回路供电电缆短路检测；末端用电器状态检测；总闸自动合闸送电；故障指示、报讯；利用以太网实现远程操控，为精细化管理和物联网提供电力系统的基础数据等。该智能监测系统结构简单、操作方便、监测结果可靠、降低故障带来的安全隐患，提高工作效率。

【关键词】短路故障检测 400V供电系统 自动合闸 环网故障

1 引言

近年来，随着规范化、精细化管理的要求以及物联网技术的发展，对自动化、智能化的要求越来越高，结合目前箱式变电站的使用情况。我站组织技术力量，对现有供电系统进行技术改造，研制一套400V供电系统智能监测系统，提供400V供电系统的各项基础数据，作为管理、维护工作中的重要依据；同时降低安全隐患，提高工作效率，降低工作强度，并实现对400V供电系统中变压器、供电电缆以及末端用电器等设备工作状态的远程实时监测控制功能。

2 谐波检测系统硬件平台实现

2.1 系统硬件结构

包括用于总体控制的中枢控制器模块，用于负责以太网通讯的以太网模块，用于检测短路故障的短路检测器及其末端模块，用于检测环网故障以及提示停电、来电的电压检测变送模块，用于负载端断路器跳闸检测的分和状态检测模块，用于控制总断路器合闸的总的自动合闸模块，用于本地监控的人机交互模块，用于远程实时监控的上位机，用于停电时给装置供电的UPS电源模块。结构如图1所示。

2.2 中枢控制器模块

中枢控制器模块由控制器单元连接电源单元、开关量单元。所述控制器单元由TMS320F2812组成，所述电源单元由电源变换模块与稳压芯片组成，所述开关量单元由达林顿管、分压电阻以及插针组成。

2.3 以太网模块

以太网模块由以太网控制器与以太网接口单元组成，所述以太网控制器选用ENC28J60，以太网接口使用RJ45。

2.4 短路检测器及其末端模块

由短路檢测器连接末端检测器组成，二者通过电流信号通讯。所述短路检测器由控制器单元连接电源单元、信号采集单元与信号发送单元。所述控制器单元TMS320F28335组成，所述电源单元由电压变换模块与稳压芯片组成，所述信号采集单元由电压互感器、电流互感器、运算放大器构成。所述信号发送单元由交流变压器与水泥电阻组组成，所述末端检测器由1：500电流互感器与1：10电流互感器组成。

2.5 自动合闸模块

由中间继电器构成，当无故障时，中枢控制器发出接通指令，中间继电器线圈通电，常开开关闭合，使总断路器开关通电三秒，总断路器合闸。

2.6 分合状态检测模块

中间继电器组成，中间继电器线圈接负载断路器A、C两相，当断路器合闸时，常开闭合使中枢控制器开关量单元插针接通，从而完成负载端断路器分和状态的检测。

2.7 电压检测变送模块

由信号采集单元连接显示单元。所述信号采集单元依次由电压互感器连接运算放大器组成，所述显示单元由四个八位共阳极数码管组成。

3 结语

与现有技术相比，本论文专门针对400V供电系统的短路故障、环网故障、负载端断路器分合状态以及自动合闸而设计的。通过本装置能够准确地知道供电系统的状态，操作和使用情况，结构简单，检测结果可靠，并且具有更强的针对性、更加实用、稳定的优势，降低了故障带来的安全事故，控制器模块采用DSP芯片，具有强大的数字信号处理能力，能够保证本装置快速、精确对电流巨变进行检测，从而快速判断电缆是否处于短路状态。不仅能确定电缆是否有短路故障，更能够确定出现故障的具体设备。并且能够通过中枢控制器将数据和结果上传至上位机服务器，并进行web发布，配合人机交互模块，在远程和本地都能对供电系统进行监控。从而实现对整个400V低压配电系统网络化，智能化的实时监控。

专利申请： 北京路浩知识产权代理有限公司 案号：KHP161210918.2Q

注明：

《400V供电装置智能监测系统研制》论文成果已申报国家专利申请，国家知识产权局已受理，于2016年6月27日发出专利申请受理通知书，相关信息如下： 申请号或专利号：201620639072.5 发文序号：2016062700551610 申请人或专利权人：贵州中烟工业有限责任公司 发明创造名称：针对400V供电系统的监测装置

作者简介

王明江（1967-），男，贵州省安龙县人。大学专科学历。现为贵州中烟工业有限责任公司工程师。研究方向为生产设备技术改进和管理工作。

李淮（1967-），男，贵州省贞丰县人。大学专科学历。现为贵州中烟工业有限责任公司助理工程师。研究方向为生产设备技术改进和管理工作。

作者单位

贵州中烟工业有限责任公司 贵州省贵阳市 550001