无人值守变电站开关室风机自动控制系统.pdf

5 2 济 南纺织化纤科技 2 0 0 3 年第4 期 无人值守变电站开关室风机自动控制系统 董琳琳 济南成达建设安装公 司 济南 2 5 0 1 3 0 摘要 本文介绍了 自行设计的无人值守变电站开关室风机 自动控制 系统； 该 系统可以实现 变电站 开关室风机 的 自动投切 ， 保证风机的安全运行。 关键词 单片机模数转换继电器 1 引言 随着科学技术应用水平的不断提高 ，电网建 设的科技含量也越业越高。 高压组合电器、 微机保 护、 远方操作 、 免维护蓄电池直流屏等广泛的应用 在变电站中，而变电站无人值守已成为电力发展 的趋势。 2课题概 况 无人值守变电站增多了，但对无人值守变电 站 1 0 K V、3 5 K V开关室风机的管理却 出现了一 系 列问题 首先， 夏天时天气比较炎热， 天关室相对 是密封的， 运行电气设备也是向外散发热量的， 所 以开关室内的温度比较高 ，但由于变电站是无人 值守的， 风机不能自动工作， 不能向外散发热量， 给电气设备的安全运行带来威协；若手动投运后 温度下降， 风机又不能自停， 长期运行导致烧毁。 其次， 在潮湿天气中， 电气设备容易生锈 、 返潮 ， 从 而造成一次设备锈蚀 ，二次设备接地、端子排锈 蚀、 接角不良等， 以致于造成保护误动、 拒动。 若风 机能 自启动 ， 即能达到驱潮的目的。另外 ， 当开关 室内六氟化硫设备发生六氟化硫气体泄漏时，风 机也不能自启动，必须等待操作人员来到后手动 投运 ， 延误运行人员处理事故的时间。还有， 当开 关室内断路器电压、电流互感器等设备故障发生 爆炸或意外起火时， 产生大量烟雾， 风机不能自启 动， 从而延误运行人员处理事故的时间。最后， 当 电机运行时 ， 由于三相不平衡电流过大或缺相时 ， 不能及时切断风机 ， 而烧坏电机。 根据 以上情况 ， 设计 了一套 “ 无人值守变电站 开关室风机自动控制系统” ， 这套系统可以实现变 电站开关室风机的自动投切，保证风机的安全运 行 。当变站开关 室的温度 、 湿 度 、 六氟化硫气 体浓 度、烟尘浓度达到上限值时 ，报警并 自动投入风 机 。当开关室的温度 、 湿度 、 六氟化硫气体浓度 、 烟 尘浓度下降达到下限值时， 风机自动退出运行。 系 统根据风机在运行过程中三相电流的变化 、电流 平衡程度 、 缺相过载等情况 ， 自动切除风机 ， 避免 风机烧毁 。 3 设计原理 这套 系统 的核 心元件为 in te l 公司生产 的 8 9 C一 5 l 系列单片机 ，以这种芯片组成的单片微计 算机以其体积小 ， 功能齐全 ， 价格低廉 ， 可靠性高等 得到了广泛的应用 ，特别是在工业控制 、智能化仪 器仪表 、 分布式控制系统中取得了一定的成果。 变电站风机 自动控制系统首先是数据采集 ， 将开关室内的温度 、 湿度 、 六氟化硫气体浓度、 烟 尘浓度，及电机三相不平衡电流等信号参数经过 放大 、 A ／ D转换送入系统 内存储器 ， C P U将再对这 些参数、 数据进行分析、 运算和处理 ， 如数字滤波， 量纲变换， 仪表误差修正 ， 数字显示， 越限报警 ， 打 印制表，最后通过输出回路可以方便地控制风机 作者简介 董琳琳 ． 女， 1 9 7 3 年 l 1 月出生． 山东成武县 ， 1 9 9 5年 7 月济南大学工业电气自动化专业毕业 ， 现从事电气专 业 ． 助工 。 维普资讯 2 0 0 3 ． - 1 4 期 济南纺织化纤科技 5 3 的投入与退出 ， 实现系统 的功能。 4 软硬件设计 通过学 习 8 9 2 5 1的语言和接 口技术 ，将温 度、 湿度、 六氟化硫气体浓度、 烟尘浓度等模拟量 通过模数转换器输入 C P U ，C P U再对这些数据进 行分析、 运算和处理 ， 再通过输出回路控制风机的 投入与退出。 其中包括数字显示电路， 程序输入电 路， 越限报警电路， 打印制表电路等。硬件组成框 图如图 l 。 圈 1 风机 自动 控制 系统原理示意 图 4 ． 1 数据采集 温度、 湿度、 S F 气体浓度、 烟尘浓度、 三相电流 不平衡、 缺相、 电机发热等都为一些模拟量， 转换为 电压信号经过滤波送至 A D C 0 8 0 9 的输入端 0 一 数据采集采用实时时钟中断定时。由8 9 C 5 1 片 内 0． j 时器产生 1 0 fi n s 定时时钟 ， 定时时间到就向 C P U申请中断， C P U响应中断后 , ,．A D C 0 8 0 9 中读取 A ／ D转换结果， 再对数据分析处式。 经过模入通道的选择， 启动 A ／ D转换 ， 读取 A ／ D转换结果， 数据处理， 启动输出回路。 4 ． 2 打印 将温度 、 湿度、 S F 6 气体浓度等数据送打印机 打印。 T P U P 接 口由 G A L I OW8 逻辑变换后片选和读 写 ， 逻辑关系为 s r BWRY 6 ， B U s YR DY 6 。 接口地址为 D F F F H， 打印忙信号由P 3 ． 3 查询。 又 可用 中断方式编制 打印程序。 4． 3显 示 显示器 以 L E D型式 的 1 6 0 2 B，为液 晶显示器 ， 具有微功耗、 体积薄、 显示内容丰富灵活、 接口通 用 、 编程容易等优点 。 4 ． 4 报警 当S F 气体浓度超限，电源缺相等发生情况 时， 系统蜂鸣器报警。 4 ． 5 输出回路 采用光电耦合元件。 使强电、 弱电分离 ， 防止 干扰， 启动继电器以达到控制风机启停的 目的。 一 般可控制八个回路， 若要增加， 扩展回路即可。 硬件完成组装后 ， 还需要软件配置， 主要由系 统初始化、 液晶显示 、 打印、 数据采集、 报警及输出 启动继电器等软件模块组成， 经过综合调试， 系统 才可能正常运行。 5 结束语 最后，需要注意的是此变电站开关室风机综 合控制系统中既有弱电信号，又有 2 2 0 V强 电信 号， 风机启动电流比较大。 若不采取措施 ， 控制板 易受干扰而造成系统控制失灵 。所 以在硬件设计 中采取一下措施 1 、 风机启动电路中采用光电隔 离器件 ； 2 、 8 9 2 5 1 控制器与继 电器采用两组不 同的 电源。 并在软件上也采取措施， 在非程序区设置软 件陷井 。 既在非程序区 ， 都加上 肿0 0 0 0 H。 参考文献 【 1 】 孙涵芳 ． I N T E L I 6 住单片机 ． 航空航天大学出版社 ． 【 2 】 侯朝桢等 ． 微机与单片机应用基础 ． 北京理工大学 出版 社． 维普资讯