10kV智能环网柜控制终端研究与设计

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随着我国的智能电网技术达到了一定的高度,作为统一坚强智能电网一部分的智能配电网,需要不断的提高自动化程度。为了提高10kV系统的供电可靠性,我国大部分地区采用环网供电方式,环网母线的馈线支路采用环网柜控制实现对用户负荷侧的检测和保护。因为我国环网柜智能控制设备还没有普及,为了解决此问题,本文从用户需求出发,结合行业标准对智能环网柜控制终端进行研究与设计。  本文设计与研究了一种对馈线用户负荷侧具备检测功能、对环网柜出线端真空断路器具备分合闸控制功能的“三遥”智能环网柜控制终端,对10kV系统常见的电网故障进行了详细的理论分析,得出了相应的检测方法和保护措施。根据用户要求以及行业标准,总结出本次的设计需要具备对多路出线端电力参数实时采集、在线升级、软/硬压板、就地/远程控制、快速切除故障线路以及断路器重合闸等功能。  结合控制终端的功能需求,对各功能模块分别进行软、硬件设计,通过协议帧以及字符串等方式进行命令、请求以及数据传输。主控系统是基于LPC1778的最小控制单元;供电模块提供电压等级不同的电源为各个模块供电;通讯模块主要实现控制终端与控制后台、上位机以及遥控装置之间的通讯;基于ATT7022E的采集模块对出线端的电力参数进行实时采集;驱动电路实现对断路器的分合闸操作。针对硬件模块,编写了各个模块的底层驱动程序;设计功率因数的计算方法;实现在线升级以及软压板的程序设计;并对各部分功能进行全面测试。最后,完成了软硬件控制系统、模拟平台和后台控制中心的联合调试。实际运行结果表明,本控制终端可以在50ms以内切除故障线路,实现重合闸以及重合闸后加速功能;采集电流、电压的参数误差在±0.5%以内,有功、无功功率误差在±1%以内;成功对代码在线升级;实现软压板、以太网通讯以及人机交互功能。
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