电网故障微机报警系统的研制 0引言 我国广大城乡10 kV配电网大部分采用辐射式供电系统，其电网为树枝状，设备 沿线路分布，分散性较大。一旦某处发生故障，靠动用人力在方圆几千米甚至十几千米范围 内查找，往往难以找到故障点，造成停电时间长、停电涉及范围大，对用户造成 严重影响。针对配网现存的情况，我们研制成功“电网故障微机控制报警系统”。该系统在 故障发生后能迅速地由装设在开关站的自动报警单元将故障信息传递至调度中心，并确定出 故障区间，从而大大提高了配电网的可靠性及工作效率。1系统原理本系统主要由两大部分组成：一部分为置于开关站作为控制级的自动报警单元；另一部分为 设在调度中心作为管理级的微机监控中心。两部分各配备有调制解调器，通过公用电话网联 接而成。 当故障电流产生时，置于开关站的自动报警单元中的信号继电器动作，主控制器将信息收集 、整理、加工，立即启动调制解调器（Modem）拨号，经过公用电话网接通调度中心微机系统 ，然后将故障 信息传送给调度中心。这些数据经过微机监控中心整理、记录、分析后，可向调度中心值班 员报警。 由于一条馈线经过的多个开关站都设有这种报警单元，通过显示，值班人员便可知哪一区间 发生接地故障。如图1，如果7号开关站后电缆发生故障，则1号、2号、7号站报警单元 都会报警，便可确定接地故障发生在7号和8号开关站之间。 图1树枝状供电网 Fig.1The tree style of power supply network在正常情况下，为了检查报警单元的工作状况，可定时进行自检通信，该自检的时间间隔 可通过调度中心予以调整。置于无人开关站的自动报警单元，设计成模块化组合式结构，增容、功能扩充和维护方便。 采取多种形式的硬件、软件抗干扰措施，具有较强的自诊断功能。一旦发现问题，立即 自动通知调度中心监控计算机。针对目前配电网管理自动化的发展状况，系统部分数据以通用数据库形式进行处理，以提供 数据共享 ，使配电网最基层的信息可方便地送到如“配电管理系统（DMS）”等其它计算机网络。2系统配置及电气框图自动报警单元的组成有4部分，如图2所示。 图2自动报警单元结构图 Fig.2Structure of auto-alarm unita.零序电流检测器：电缆线路发生短路故障，短路电流通过零 序互感器检测到的零序分量电流接入自动报警单元，经自动报警单元内的二次电流互感器（T A）送入过流检测器，由过流检测器判断零序电流是否超过整定值，超过时送出信号。b.主控制器：当接到过流检测器的信号时，开始延时，如果过 流信号持续时间超过整定延时，主控制器通过Modem向调度中心报警。c.调制解调器（Modem）：具有自动拨号的功能，能在主控制器控 制下通过公用电话网实现通信。d.后备蓄电池：220 V交流电源断电时，备用蓄电池自动投入 ，使报警单元继续工作。平时220 V交流电源通过稳压器对蓄电池进行浮充 。3系统软件3.18031单片机软件 该软件具有自检、测试和故障报警等功能。因可能出现若干个开关站同时拨号呼叫微机监控 中心 的情况，为防止漏报，有关信息会在8031单片机中保留一段时间，且当故障连续发生几次 也能予以记录（包括发生故障时的本地时间），当通信联系建立后一起发送出去。在拨号时， 一旦发现调度端占线则会自动挂机，停5 s后再拨号，直至拨通并将有关信息送出为止（该过 程可持续10 h）。视用户需要，定时自检时间间隔可从12 h至数天。调度端微机监控中心可 从PC机上监视整个通信过程。3.2调度端微机监控中心系统软件调度端微机监控中心系统软件建立在Windows 95中文平台上，采用Visual Basic for Win dows程序语言编制。 Windows 95中文操作系统具有通用、规范的特点，可在各硬件平台上应用。能保证应用软件 的可移植性、兼容性，使用户的投资有较长时期的效益。Windows 95提供强大的多任务并行处理能力，支持网络，具有优异的多窗口图形界面，而 且为大多数操作人员所熟悉和掌握。整个监控软件用Visual Basic编写。Visual Basic是在Windows上开发的模块化可视式编程 语言，提供大量在Windows中开发应用程序的工具，特别适合在Windows环境中的界面制作。a.通信功能：实时接收报警、自检、重发等信息。b.数据库管理功能：将系统收集到的信息（包括配网馈线工况、 故障、系统自检等）加工成标准的数据库形式，便于通过网络与各级MIS共享。c.查询、显示、打印功能：实时显示打印各开关站、各馈线报 警及自检等信息；可进行历史数据的查询、显示、打印。d.在线编辑或修改开关站属性功能：例如开关站编号，开关站 所属变电站，10路检测器前、后所连接开关站等信息。e.在线编辑或修改功能：包括调度中心电话号码修改，检测器 延时时间间隙的整定，自检时间的整定。f.其它基本参数在线编辑或修改功能：包括口令的输入和更改 ，各种异常情况显示时间的输入和更改等。g.模拟操作功能。4现场运行情况装置已在现场运行将近2年。在此期间，对报警单元进行动作值与不 动作值的试验，运行表明，自动报警单元的动作准确、灵敏、可靠性高；通信迅速，接收准 确，判断无误。动作值为零序电流47 A，不动作值为零序电流42 A。在此期间，装上自动报警单元的该部分配电网曾发生过接地故障，事实证明，自动报警单元 能及时、准确地将故障信息上报调度中心，未出现误动作或不动作的现象。 本系统通过Modem接通公用电话网，由于Modem的防雷性能较差，曾出现Modem被雷击的情况 ，后经过改进，已解决了这个问题。通过在 Modem与公用电话网之间增加一个继电器 ，继电器受控于主控板，当有报警信号时，才将Modem与公用电话网接通。这样由于Modem没 有长期接在公用电话网上，防雷问题得到妥善解决。