智能變電站斷路器與二次設(shè)備融合技術(shù)深化研究及裝置研制

3.2 開關(guān)量采集及變位判斷程序的實(shí)現(xiàn)

　　開關(guān)量的采集程序主要由主控芯片STM32F407來處理完成，采用定時(shí)器設(shè)置了每隔1ms對(duì)開關(guān)量進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)判斷是否發(fā)生變位。若發(fā)生變位則記錄下發(fā)生變位的時(shí)間，同時(shí)記錄變位狀態(tài)(斷路器等高壓開關(guān)設(shè)備的斷開或者閉合)。確定變位之后，將相關(guān)的變位時(shí)間和變位狀態(tài)信息數(shù)據(jù)發(fā)送給ARM處理器，由ARM對(duì)開關(guān)量信息進(jìn)行處理;若沒有發(fā)生變位則不需要傳送。圖6為開關(guān)量信號(hào)采集處理的軟件流程圖。

　　開關(guān)量信號(hào)采樣的可靠性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定地工作，起著重要的作用^[18-20]。開關(guān)量信號(hào)在采集過程中存在抖動(dòng)現(xiàn)象。開關(guān)量抖動(dòng)就是由于開關(guān)量在輸入過程中受到外界干擾使得采樣通道采集到錯(cuò)誤的開關(guān)狀態(tài)并上報(bào)給主控層進(jìn)而產(chǎn)生告警信息，影響了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。為了確保開關(guān)信號(hào)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，在本文的軟件設(shè)計(jì)中，筆者加入了去抖算法。給定一個(gè)固定時(shí)間T，當(dāng)信號(hào)發(fā)生時(shí)，如果信號(hào)抖動(dòng)時(shí)間△t小于T，之后進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，則認(rèn)為開關(guān)量發(fā)生變位并取抖動(dòng)之前的時(shí)間為SOE(帶變位時(shí)標(biāo)的開關(guān)信息的事件順序記錄)時(shí)間;當(dāng)抖動(dòng)時(shí)間△t大于T時(shí)，則認(rèn)為開關(guān)量輸入信號(hào)受到干擾，應(yīng)放棄本次判斷，并重新采集。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

　　按照?qǐng)D1和圖2所示的斷路器智能化改造方案和實(shí)現(xiàn)斷路器的智能化控制方面搭建與試制了一臺(tái)智能斷路器的控制器實(shí)驗(yàn)裝置。在實(shí)驗(yàn)裝置中(圖7)，開入系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)直流220V的16路相互隔離的開入信號(hào)，在開出系統(tǒng)中，優(yōu)先選擇使用了IGBT作為開出控制開關(guān)器件，容量可達(dá)AC/DC 220V/10A。

　　筆者以252kV斷路器為實(shí)驗(yàn)對(duì)象(圖7所示)，對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了試驗(yàn)，在開入端口處直接接入220V的直流開入信號(hào)，智能控制器能夠監(jiān)測(cè)到開入量的變化。同時(shí)利用調(diào)試按鈕和主控板，逐路給出開出信號(hào)，開出信號(hào)能夠正確控制分、合閘操作。Modbus通信正常，能夠?qū)⒉杉降臏貪穸戎导伴_入量值傳送至狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，很好的監(jiān)測(cè)到了斷路器的各個(gè)狀態(tài)信息。這直接證明了本文提出的智能變電站斷路器與二次設(shè)備的融合技術(shù)研究的合理性和理論分析的正確性。

5 結(jié)論

　　智能化是斷路器的重要發(fā)展方向，本文在分析和研究當(dāng)前國內(nèi)外智能斷路器的基礎(chǔ)上，深入分析了智能斷路器應(yīng)具備的各種智能功能。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合252kV斷路器為試驗(yàn)對(duì)象研制開發(fā)了智能斷路器的控制器。通過研究本文獲得以下成果：

　　(1)通過檢測(cè)單元、控制單元和執(zhí)行單元的密切配合，真正實(shí)現(xiàn)了斷路器等高壓開關(guān)設(shè)備的智能化控制;

　　(2)通過對(duì)傳統(tǒng)開出系統(tǒng)的比較，認(rèn)為傳統(tǒng)開出系統(tǒng)無法保證開出時(shí)間控制的精確性，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一種以IGBT為主的開出系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)的精確控制;

　　(3)通過計(jì)算機(jī)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了斷路器等高壓開關(guān)設(shè)備的遠(yuǎn)程化控制;

　　(4)采用電子元器件控制的方式，使得其控制方式更加的可靠;

　　(5)實(shí)現(xiàn)了智能斷路器的可靠保護(hù)、通訊等功能，并通過測(cè)試驗(yàn)證了編程及算法的正確性。

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第7期第66頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。