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配电网环网柜装置功能的模拟控制设计

2019-09-25 14:45admin中国电力时空网

  环网柜是一组将高压开关设备装在钢板金属柜体内或拼装间隔式环网供电单元的电气设备,其核心部件是断路器、负荷开关和熔断器。环网柜用于分合负荷电流、开断短路电流及变压器空载电流,一定距离架空线路、电缆线路的充电电流,起控制和保护作用,是环网供电和终端供电的重要开关设备。在现代智能电网中,环网柜作为配电网的智能终端成为智能电网建设的重要内容,而智能环网柜的研究技术也引起了专业人士的重视。

  受电力系统结构规模、设备体积、重量和运行场合的限制,很多针对系统及其设备的试验调试和研究需要离线仿真研究。实际应用中的环网柜集中在变电站、工厂、住宅小区和负荷中心配电站等,很难对其进行试验调试和模拟操作。本文开发了一种便携式的开闭所离线仿真模拟装置,便于实验室或培训时调试试验及其仿真。

  基于环网柜的基本电气过程,通过继电器及电子器件,应用单片机控制和上位机传输控制协议(transmission control protocol, TCP)通信完成了环网柜的模拟控制,以供相关从业人员进行模拟学习和演示。采用继电器模拟环网柜的开关,利用相应的辅助触点和按钮模拟电气五防,同时,编制相应的控制软件,利用无线网络通信传递控制指令,实现环网柜的手动、电动、远程、就近的控制操作,并能记录环网柜的操作,显示、输出、打印环网柜的操作记录。

  1 仿真器主电路设计

  1.1 环网柜基本电气单元

  环网柜体内装有开关、熔断器等电气设备,其基本电气设备组成的电气单元示意图如图1所示。

  配电网环网柜装置功能的模拟控制设计

  图3 进线隔离开关与接地刀闸模拟

  在该环网柜模拟装置中,出线端设置有三工位负荷开关。出线负荷开关的逻辑模拟跟进线方式基本一致。

  1.3 其他控制模块

  针对就地操作与远程控制功能设计远程/就地模拟开关。同时,对于现实和遥测的需扩展部分设计相应预留接口,如图4所示。

  为了实现环网柜五防功能,在模拟器中设计带电间隔模拟开关及误操作报警装置,如图5所示。