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智能配变监控终端的设计

邓健  
【摘要】: 配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备,它既是配电网的终端又是用户的最前端,在配电网中起着承上启下的作用,配电变压器的性能直接影响配电网的供电质量。配电变压器数量众多而且多数安装在户外,由于长期运行无人值守,其安全性得不到保障。 配变监控终端是安装在配电变压器旁,监测变压器运行状态的终端装置。配变监控终端的基本功能包括实时监测变压器的运行工况,及时发现变压器的运行异常并加以处理;实时采集变压器运行参数和用户用电信息,为配电网的优化运行提供数据基础;实现配变低压侧无功补偿,提高配电网的供电质量。 本文根据我国配电网的发展现状及配电自动化系统的需求,针对国内现有配变监控终端存在的问题,提出了基于高性能处理器和高精度电能计量芯片的配变终端总体设计方案,完成了终端样机开发与调试。针对配变低压侧无功补偿的需要,设计了无功补偿电容投切算法,研制了用于无功补偿的电容投切开关。文章的主要内容分为三个部分: 首先,根据配变监控系统的工作原理和组成结构,通过配变监控终端的功能和性能需求分析,提出了基于高性能ARM Cortex-M3处理器和高精度电能计量芯片ATT7022C整体设计方案,详细论述了配变监控终端的硬件设计,分析终端的软件流程。 其次,通过研究变电站无功补偿和电压优化的九区图算法,结合配变低压侧无功补偿的需要,设计并实现了改进的九区图算法,并探讨了无功补偿电容器的长效运行机制。 最后,根据无功补偿对电容投切开关的特殊要求,研制了基于双向可控硅和磁保持继电器的智能复合开关,实现了电容器的过零投切,保证无功补偿电容器的安全运行。


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