時(shí)間：2023-05-30 09:47:21
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電流變送器，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：壓力變送器；兩線制；電流變送器；測力傳感器；橋傳感器
中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-2374（2009）15-0077-02
一、方案設(shè)計(jì)背景
舉世矚目的三峽工程已經(jīng)進(jìn)入到了尾期工程階段，地下電站及送出工程和升船機(jī)的澆筑等高強(qiáng)度的施工作業(yè)都對拌和系統(tǒng)出廠的混凝土的質(zhì)量提出了較高的要求。為了保證84拌和系統(tǒng)混凝土生產(chǎn)線的高質(zhì)量穩(wěn)定運(yùn)行，保證出廠混凝土的質(zhì)量，確保工程建設(shè)順利進(jìn)行，中國長江三峽工程開發(fā)總公司工程管理部委托宜昌市計(jì)量檢定測試所對84拌和系統(tǒng)生產(chǎn)線上的計(jì)量儀器儀表進(jìn)行檢定檢測。部分不合格的壓力變送器由于年代久且長時(shí)間處于氨環(huán)境銘牌被腐蝕，無法識(shí)別型號聯(lián)系原廠更換。為了不影響生產(chǎn)，本著經(jīng)濟(jì)合理的原則，我們決定就近聯(lián)合某電氣公司重新進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。筆者作為拌和系統(tǒng)計(jì)量檢定工作主要負(fù)責(zé)人，有幸參與了該方案的設(shè)計(jì)開發(fā)工作。
隨著電子電路的快速發(fā)展，壓力變送器從分離元件發(fā)展到集成電路，從四線制發(fā)展到兩線制。目前，使用單位對性能、成本、通用性又提出了較高的要求。對此筆者提出采用單芯片XTR105替代原產(chǎn)品所用的XTR101復(fù)雜芯片，通過巧妙設(shè)計(jì)、靈活改變電路的方法來滿足高性能、低成本、通用性的市場需求。以下將以對84拌和系統(tǒng)氨冷車間XKT5-B系列電氣控制箱中的壓力變送器的改造設(shè)計(jì)為例，闡述一種基于XTR105芯片的兩線制壓力變送器的設(shè)計(jì)制造方法和實(shí)現(xiàn)方案。
二、XTR105芯片原理
XTR105精密電流變送器，可把傳感器的電壓信號自動(dòng)地變換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號。內(nèi)含一個(gè)高精度的儀表放大器、一個(gè)電壓/電流變換器和二個(gè)相同的0.8mA精密恒流源基準(zhǔn)。該電路失調(diào)電壓低，最大為50μV，漂移小，最大為0.4μV/℃，外接元件可適于遠(yuǎn)程信號傳輸變換和熱電偶、電阻溫度計(jì)（RTD）、熱敏電阻以及應(yīng)變計(jì)電橋等多種工作狀態(tài)的變送器電路。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)在輸出端外加一個(gè)功率管，使工作時(shí)的熱源外移，以保證其工作穩(wěn)定性。
XTR105引腳圖如圖1所示。傳感器的電壓信號由13、2腳輸入，3、4腳外接電阻RS可以調(diào)節(jié)輸出滿幅值，1、14腳分別輸出二個(gè)0.8mA恒流源，可用于傳感器供電，10腳接電源正端（且是環(huán)流注入端），7腳通過負(fù)載電阻RL接電源負(fù)端（也是環(huán)流信號輸出端），8、9可外接功率管。
XTR105兩線制變送器的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力很強(qiáng)，長期運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的壓降、電機(jī)噪音、繼電器、電力拖動(dòng)裝置、電器開關(guān)、電流互感器和工作設(shè)備電源的頻繁切換啟動(dòng)均無影響。它的工作溫度范圍寬，為-40℃～+85℃。
因此，XTR105常常作為OEM產(chǎn)品被變送器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)制造者所選用。
三、通用壓力變送器
測力傳感器常常采用由四個(gè)應(yīng)變電阻組成的惠斯通電橋進(jìn)行測量。橋臂電阻阻值在外力作用下發(fā)生與外力成線性比例的阻值變化。通過將阻值變化調(diào)理為電流變化，便實(shí)現(xiàn)了力的機(jī)械量到電學(xué)量的轉(zhuǎn)化。有了電學(xué)量也就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的監(jiān)測功能了。
通常采用的傳感器有陶瓷電阻、擴(kuò)散硅等。由于XTR105能提供給應(yīng)變電橋的激勵(lì)源的電壓、電流都不可能很大，橋傳感器內(nèi)阻不同電路也不同。如下圖2所示，該圖給出了XTR105外接橋式壓力傳感器的基本電路?；倦娐返碾娫?、14，調(diào)節(jié)電阻RG和RCM都需要根據(jù)具體電路計(jì)算后在選購不同的元件進(jìn)行制作生產(chǎn)。因此，這種電路結(jié)構(gòu)不具備通用性。
為滿足通用性、低成本、高精度、高穩(wěn)定性的要求。筆者結(jié)合XTR105芯片的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了通用變送器圖，如圖3所示。該圖R6為傳感器接口可以接入多種力傳感器。通過跳線JP1、JP2、JP3、JP4、JP5、JP6可實(shí)現(xiàn)多種組合。該電路以XTR105為核心，器件少，制作生產(chǎn)成本低，而且XTR105本身具備高穩(wěn)定性因而保證了其壓力變送器成品的品質(zhì)。具體組合表如下：
四、XTR105壓力變送器試驗(yàn)
筆者采用擴(kuò)散硅0-1.0Mpa傳感器一只，二等活塞壓力計(jì)（0.1-6Mpa）一臺(tái)，XTR105成型電路板一套，精度等級0.02級直流電流表一只，DC24V直流穩(wěn)壓源（±1%FS）一塊。根據(jù)圖3和組合表1連接好電路，將擴(kuò)散硅傳感器垂直安裝到二等活塞壓力計(jì)上，在電源回路串入電流表并接通DC24V電源。在溫度為20℃濕度為65%的環(huán)境條件下測量數(shù)據(jù)見表2：
由上表分析，由XTR105制作的壓力變送器精度達(dá)0.2級，符合84拌和系統(tǒng)氨冷車間XKT5-B系列電氣控制箱中所需高精度儀表的要求。
五、結(jié)語
筆者通過充分利用XTR105芯片電流變送器的特點(diǎn)，巧妙組合使其成為一款成本低廉的通用型壓力變送器?，F(xiàn)在，84拌和系統(tǒng)在三峽工程建設(shè)中正發(fā)揮著重大作用，而其中氨冷車間的XKT5-B系列電氣控制箱中所安裝使用的此款壓力變送器，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了對氨氣壓力的自動(dòng)化測量與控制，確保了出廠混凝土的溫控質(zhì)量，為高質(zhì)高效建設(shè)三峽工程提供了技術(shù)保證。
參考文獻(xiàn)
[1]1997 Burr-Brown Corporation XTR 105．
[2]顏重光．XTR101通用變送器[M]．電子工業(yè)出版社，2006.
[3]杜水友．壓力測量技術(shù)及儀表[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005.
【關(guān)鍵詞】有功功率變送器;協(xié)調(diào)控制;回路;邏輯;優(yōu)化
0 前言
單元機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是協(xié)調(diào)機(jī)組各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能量及質(zhì)量的全面控制，主要起到穩(wěn)定機(jī)組運(yùn)行，提升機(jī)組經(jīng)濟(jì)性及安全性的作用。單元機(jī)組的實(shí)發(fā)功率與電網(wǎng)負(fù)荷要求是否一致反映了機(jī)組與外部電網(wǎng)之間能量供求的平衡關(guān)系，是機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。現(xiàn)代大型發(fā)電機(jī)組一般都采用有功功率變送器來測量機(jī)組的實(shí)發(fā)功率，這無疑就給參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器本身的質(zhì)量、回路的可靠性及DCS邏輯的組成提出了更高的要求。為了保證機(jī)組實(shí)發(fā)功率信號的穩(wěn)定性和可靠性，一般都采用三個(gè)有功功率變送器來測量機(jī)組的實(shí)發(fā)功率，取三個(gè)變送器輸出的中值作為最終測量值來參與機(jī)組的協(xié)調(diào)控制，但是僅此這樣是不夠的，近年來就發(fā)生了好幾起由于功率變送器本身的特性不好或者回路出現(xiàn)故障、DCS邏輯組成不合理而發(fā)生的異常事件，所以在參與協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器本身、回路及DCS邏輯組成上做一些優(yōu)化是非常必要的。
1 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器目前的狀況
1.1 目前狀況
目前，大多數(shù)發(fā)電廠參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器的狀況為：三塊有功功率變送器共用一組電流互感器的二次繞組，且電流回路都在變送器本身與發(fā)電機(jī)電流變送器、無功功率變送器、功率因數(shù)變送器等串聯(lián);三塊有功功率變送器共用一組電壓互感器的二次繞組，且電壓回路在變送器本身與發(fā)電機(jī)電壓變送器、無功功率變送器、功率因數(shù)變送器、頻率變送器的電壓回路并聯(lián);三塊有功功率變送器的電源均只有一路電源，取自機(jī)組UPS電源。
1.2 存在的問題
當(dāng)參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器電流或電壓回路存在故障或要更換某個(gè)變送器時(shí)，會(huì)影響所有變送器的正常工作，很不利于消缺工作的正常開展;當(dāng)出現(xiàn)PT二次接線松動(dòng)或小空開掉閘引起失壓時(shí)，將造成DEH發(fā)電機(jī)有功功率三取二信號（三個(gè)有功功率變送器中有兩個(gè)同時(shí)變化）動(dòng)作，影響機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成機(jī)組掉閘;當(dāng)變送器僅有的一路電源回路出現(xiàn)故障時(shí)，所有的變送器將不能正常工作，后果不堪設(shè)想。
2 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器本身、回路及邏輯優(yōu)化方案
2.1 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器本身優(yōu)化
2.1.1 選用性能較好的有功功率變送器
選用的變送器應(yīng)滿足變送器檢定規(guī)程中外觀、絕緣電阻測試、基本誤差測試的相關(guān)要求，新安裝的和修理后的變送器還應(yīng)對自熱影響、紋波含量、響應(yīng)時(shí)間等性能進(jìn)行測試，測試合格后方可在現(xiàn)場使用。對給工業(yè)園區(qū)供電的一些自備電廠，應(yīng)選用暫態(tài)特性較好的變送器，由于工業(yè)園區(qū)的設(shè)備啟停比較頻繁，且與區(qū)域的大電網(wǎng)聯(lián)系薄弱，設(shè)備啟停期間可能會(huì)導(dǎo)致功率變送器的測量環(huán)節(jié)處于暫態(tài)過程，最終引起機(jī)組的負(fù)荷頻繁波動(dòng)，若不及時(shí)處理，汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)軸系產(chǎn)生的電磁應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)組大軸損壞。
2.1.2 選用可靠性較高的有功功率變送器
現(xiàn)在已有廠家研發(fā)出了雙電源和雙輸出的變送器，這樣當(dāng)變送器的一路電源發(fā)生故障時(shí)，也不影響變送器的正常運(yùn)行;變送器的一路輸出損壞，可更換到另外一路輸出，采用雙電源和雙輸出的有功功率變送器大大提高了設(shè)備的可靠性。
2.2 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器回路優(yōu)化
2.2.1 電壓回路優(yōu)化
為避免由于PT二次接線松動(dòng)或小空開掉閘等原因引起的失壓造成DEH發(fā)電機(jī)有功功率三取二信號（三個(gè)有功功率變送器中有兩個(gè)同時(shí)變化）動(dòng)作，對參與DEH協(xié)調(diào)控制的三個(gè)發(fā)電機(jī)有功功率變送器的電壓回路應(yīng)取自電壓互感器二次不同繞組的電壓，且為了方便日常的消缺工作，電壓變送器、頻率變送器、有功功率變送器等的電壓回路應(yīng)在端子排上并接，以保證各個(gè)變送器的電壓回路相對獨(dú)立，消缺時(shí)不影響其它變送器的正常工作。
2.2.2 電流回路優(yōu)化
電流互感器二次嚴(yán)禁開路，對于大型機(jī)組來說，發(fā)電機(jī)出口的電流互感器變比都很大，倘若存在CT二次開路的現(xiàn)象，必須要降負(fù)荷或者停機(jī)處理，所以電流變送器、功率因數(shù)變送器、有功功率變送器等的電流回路取自一組CT即可，但是為了方便日常的消缺工作，電流回路經(jīng)過一個(gè)變送器之后都必須回端子排，然后再從端子排引出接至另外一塊變送器，以保證各個(gè)變送器的電流回路獨(dú)立，當(dāng)一塊變送器出現(xiàn)故障時(shí)，從端子排上封住此變送器的電流回路即可，不影響其它變送器的正常運(yùn)行，既安全也方便。
2.2.3 電源回路優(yōu)化
參與協(xié)調(diào)控制的三塊有功功率變送器除采用雙電源的變送器提高可靠性之外，每塊變送器的電源也都應(yīng)從端子排獨(dú)立引出，這樣也有利于日常消缺工作的順利、安全開展。
2.3 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器邏輯優(yōu)化
通常的算法主要是考慮變送器的輸出為壞點(diǎn)和變送器輸出模擬量之間有偏差的情況，未考慮發(fā)電機(jī)出口PT一次保險(xiǎn)熔斷、PT二次斷線的情況，發(fā)生此種情況，參與DEH調(diào)節(jié)的三個(gè)有功功率變送器的輸出突降，若此時(shí)機(jī)組的AGC投入運(yùn)行，將會(huì)造成汽機(jī)調(diào)門全開的后果，若處理不及時(shí)，將會(huì)使主設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。針對此種工況，應(yīng)增加以下邏輯：當(dāng)機(jī)組實(shí)發(fā)的有功功率與負(fù)荷指令（AGC指令）相差大于設(shè)定值時(shí)或者當(dāng)機(jī)組實(shí)發(fā)的有功功率下降的速率大于設(shè)定值時(shí)，應(yīng)解除機(jī)組協(xié)調(diào)，改為手動(dòng)控制。
3 參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器優(yōu)化后的注意事項(xiàng)
（1）參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器電流回路、電壓回路和電源回路進(jìn)行優(yōu)化之后，要在相應(yīng)的回路上進(jìn)行直阻測試、絕緣測試和采樣檢查之后才能正式投運(yùn)，避免回路接線錯(cuò)誤而引起設(shè)備異常，且在設(shè)備投運(yùn)后要加強(qiáng)回路的監(jiān)視。
（2）參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器在邏輯上進(jìn)行優(yōu)化之后，要進(jìn)行相關(guān)的傳動(dòng)試驗(yàn)，確保邏輯可靠后，方可投入運(yùn)行。
4 結(jié)論
參與機(jī)組協(xié)調(diào)控制的有功功率變送器在本身性能、二次回路以及邏輯組成上進(jìn)行優(yōu)化之后，提高了機(jī)組協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定了，也保證了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。（下轉(zhuǎn)第305頁）
【參考文獻(xiàn)】
[1]上海西屋公司.REF_1100. Ovation算法參考手冊[Z].上海，2006，05.
【關(guān)鍵詞】通信電源；系統(tǒng)；問題；處理方法
【中圖分類號】TM727 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）01―0151―01
通信電源是向電信設(shè)備提供交直流電的能源，它在電信網(wǎng)上處于極為重要的位置，人們往往把電源設(shè)備的供電比喻為電信設(shè)備運(yùn)行的“心臟”。通信電源系統(tǒng)主要有交流配電單元的問題、直流配電單元問題、整流器和蓄電池組單元問題。這些單元是保障供電穩(wěn)定和連續(xù)性的重要設(shè)備，對這些設(shè)備維護(hù)的好壞，不僅影響電源系統(tǒng)設(shè)備的壽命和故障率，而且直接涉及通信網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)運(yùn)行。
一、交流配電單元的問題處理方法
防雷器是由四個(gè)片狀防雷單元組成，其中三個(gè)防雷單元具有狀態(tài)顯示功能，可以顯示防雷單元是否處于完好狀態(tài)。防雷單元窗口顏色為綠色時(shí)，表示防雷單元處于完好狀態(tài)；某個(gè)防雷單元窗口顏色為紅色時(shí)，則表示該防雷單元已損壞，應(yīng)盡快更換防雷模塊。如果防雷器沒有損壞，而監(jiān)控單元報(bào)防雷器告警，就需要檢查防雷器的接觸是否良好，可以將防雷模塊拔下來重插。如果是菲尼克斯的防雷模塊，則需要檢查底座是不是良好。當(dāng)監(jiān)控單元或后臺(tái)報(bào)交流輸入缺相時(shí)，如果交流實(shí)際沒有確相，而是檢測問題，那么可能是交流變送器出現(xiàn)故障?？梢杂萌f用表測量變送器的端子是否有3V左右的直流電壓，如果某一個(gè)沒有，則說明交流變送器損壞，應(yīng)急解決辦法是將該端子的檢測線并到其他兩個(gè)端子的任意一個(gè)上；長久解決辦法則須更換交流變送器。更換交流變送器的方法：首先必須斷開電源系統(tǒng)的交流電和關(guān)掉監(jiān)控單元的電源，否則可能對人身造成傷害或燒壞交流變送器。更換時(shí)如果連接線上沒有標(biāo)識(shí)，那么在拆交流變送器之前需要要做好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，否則在安裝時(shí)會(huì)造成不便。
二、直流配電單元問題處理方法
直流電流顯示不正確分兩種情況：第一種情況，顯示值與實(shí)測值比較偏大或偏小，原因是電流傳感器的斜率選擇不正確，在監(jiān)控中將調(diào)整斜率調(diào)整合適即可；第二種情況，電流顯示出現(xiàn)異常情況，非常大或電流值顯示不穩(wěn)定。對于用分流器檢測電流的設(shè)備來說是檢測通道不通導(dǎo)致的：一種可能是分流器兩邊的檢測線接觸不良，可以關(guān)掉監(jiān)控單元的電源，取下檢測線用電烙鐵將其焊接好即可；另外一種可能就是檢測線接插件插針歪或接觸不好，可以用鑷子之類的工具將歪針校正或?qū)⒔硬寮搴眉纯?。?dāng)監(jiān)控單元出現(xiàn)直流斷路器斷開告警時(shí)從兩個(gè)層面考慮：一方面屬于正常告警，直流斷路器確實(shí)已經(jīng)斷開，無需處理；另一方面斷路器沒有斷開，但是監(jiān)控單元出現(xiàn)告警，出現(xiàn)這個(gè)故障是由于檢測線出現(xiàn)斷開所致。處理方法：檢查斷路器的檢測線，也可以用“替換法”來定位問題所在。蓄電池下電保護(hù)用的直流斷路器使用的是常閉觸點(diǎn)，在不控制的情況下斷路器是閉合的。如果給了斷路器的斷開控制信號，但是斷路器不斷開，那么說明斷路器已經(jīng)出現(xiàn)了故障，更換即可。
三、整流器問題處理方法
當(dāng)整流器無輸出和不工作，面板指示燈均不亮?xí)r。首先檢查交流電輸入是否已經(jīng)供到了整流器，其次檢查整流器的輸入熔絲是否熔斷；另一種情況是模塊可能發(fā)生故障，此時(shí)需要更換故障模塊。當(dāng)整流器輸入燈亮，輸出燈不亮，故障燈亮?xí)r。首先用萬用表測量交流輸入電壓是否在正常范圍內(nèi)（160-280Vac），如果交流電壓不正常，那么整流器處于保護(hù)狀態(tài)；另一種情況是整流器出現(xiàn)了過熱故障，整流器內(nèi)部主散熱器上溫度超過85℃時(shí)，模塊停止輸出，此時(shí)監(jiān)控單元有告警信息顯示。模塊過熱可能是因?yàn)轱L(fēng)扇受阻或嚴(yán)重老化、整流器內(nèi)部電路工作不良引起，對前一種原因應(yīng)更換風(fēng)扇，后一種原因需對該電源模塊進(jìn)行維修。風(fēng)扇故障的特征是風(fēng)扇在該轉(zhuǎn)的時(shí)候不轉(zhuǎn)。這時(shí)應(yīng)檢查風(fēng)扇是否被堵塞，如果是，清除堵塞物；否則，則是風(fēng)扇本身損壞或連接控制部分發(fā)生故障，需拆下模塊進(jìn)行維修。整流器具有過流保護(hù)功能，若輸出短路，則模塊回縮保護(hù)，輸出電壓低于20V時(shí)整流器關(guān)機(jī)，此時(shí)面板上的限流指示燈亮。故障排除后，模塊自動(dòng)恢復(fù)正常工作。
四、蓄電池組問題處理方法
蓄電池應(yīng)避免大電流充放電，理論上充電時(shí)可以接受大電流，但在實(shí)際操作中應(yīng)盡量避免，否則會(huì)造成電池極板膨脹變形，使得極板活性物質(zhì)脫落，蓄電池內(nèi)阻增大且溫度升高，嚴(yán)重時(shí)將造成容量下降，壽命提前終止。維護(hù)檢修蓄電池的工作是非常重要的，雖說蓄電池組目前都采用了免維護(hù)電池，但這只是免除了以往的測比、配比、定時(shí)添加蒸餾水的工作。但因工作狀態(tài)對電池的影響并沒有改變，不正常工作狀態(tài)對電池造成的影響沒有變，所以蓄電池的工作全部是在浮充狀態(tài)，在這種情況下至少應(yīng)每年進(jìn)行一次放電。放電前應(yīng)先對電池組進(jìn)行均衡充電，以達(dá)全組電池的均衡。放電過程中如有一只達(dá)到放電終止電壓時(shí)，應(yīng)停止放電，繼續(xù)放電須先排除落后電池后再放。核對性放電不是追求放出容量的百分比，而是關(guān)注并發(fā)現(xiàn)和處理落后電池，經(jīng)對落后電池處理后再作核對性放電實(shí)驗(yàn)。蓄電池的容量和電解液的比重是線性關(guān)系，通過測量比重可以了解電池的存儲(chǔ)能量情況。閥控式密封蓄電池是貧液電池，且無法進(jìn)行電解液比重測量，所以如何判定它的好壞，預(yù)測貯備容量已成為當(dāng)今業(yè)界的一大難題。
五、監(jiān)控單元問題處理
監(jiān)控單元面板上的液晶屏和LED指示燈可以顯示系統(tǒng)的輸出電流、輸出電壓、電池電流及各種報(bào)警信息，同時(shí)也可以通過面板上的鍵盤設(shè)置必要的參數(shù)，完成必要的控制。監(jiān)控單元負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的交流配電、直流配電、整流器組以及蓄電池組等進(jìn)行綜合管理。監(jiān)控單元實(shí)時(shí)的采集系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，監(jiān)測系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)進(jìn)行聲、光等方式的報(bào)警并提供必要的保護(hù)措施。系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)等除了在本地可以得到體現(xiàn)以外，也可以通過一定的傳輸方式向上級監(jiān)控單元進(jìn)行匯報(bào)。
參考文獻(xiàn)
[1]張力鑫.通信電源系統(tǒng)常見問題及處理方法[J].電力系統(tǒng)通信，2004年11期
關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)控制；高校實(shí)驗(yàn)室；排放廢氣凈化系統(tǒng)；改造工程設(shè)計(jì)；排放標(biāo)準(zhǔn) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
中圖分類號：X701 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.
隨著現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新進(jìn)步，對于高?？蒲袑?shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)要求也不斷提高，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度，要求越來越高，特別是對實(shí)驗(yàn)室的排放有害廢氣凈化處理更為重視，應(yīng)用范圍也越來越廣。許多的科學(xué)研究、空氣環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)好壞對現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步有著密切的關(guān)系，論文就某高校科研實(shí)驗(yàn)室系列排放有害廢氣凈化處理系統(tǒng)進(jìn)行探討。
1 工程概況
某高校科研樓承擔(dān)（教學(xué)科研的實(shí)驗(yàn)）的場所。該建筑設(shè)計(jì)根據(jù)不同樓層和區(qū)域功能特點(diǎn)來配置相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室區(qū)域，本實(shí)驗(yàn)樓共13層，每層面積約3000m2，分兩大區(qū)域?qū)嶒?yàn)室，由兩套排放廢氣凈化處理系統(tǒng)擔(dān)任實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)廢氣凈化任務(wù)，兩套排放系統(tǒng)安裝在本樓層的天面平臺(tái)。這次改造主要針對滯后缺陷控制系統(tǒng)線路，重新設(shè)計(jì)采用PLC模塊自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效能，確保安全運(yùn)行。
2 實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)改造工程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示：
3 控制系統(tǒng)的改造工程設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)控制方框流程圖
系統(tǒng)控制方框流程圖如圖2所示：
3.2 控制系統(tǒng)的改造工程設(shè)計(jì)
我們在制訂改造實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)建設(shè)方案中，采取新思路和新的方法，既在原來的設(shè)備基礎(chǔ)組合上，以補(bǔ)配置、以排風(fēng)廢氣凈化系統(tǒng)為主，配以各單元實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)通風(fēng)柜輔助設(shè)備。
為保證控制達(dá)到國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求，我們選擇采用PLC模塊與人機(jī)界面自動(dòng)控制系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，全天候全區(qū)域監(jiān)控、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，針對高校實(shí)驗(yàn)室各單元，使用排風(fēng)-通風(fēng)柜無規(guī)律和頻繁啟動(dòng)的特點(diǎn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室單元使用通風(fēng)柜時(shí)，排風(fēng)廢氣凈化系統(tǒng)才啟動(dòng)運(yùn)行，反之實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)束系統(tǒng)也自動(dòng)結(jié)束，達(dá)到智能控制，從根本上解決系統(tǒng)故障率高、運(yùn)行成本高、不節(jié)能、操作使用繁瑣等問題，克服了過去傳統(tǒng)的控制原理中存在系統(tǒng)設(shè)備安全無保護(hù)滯后的缺陷；
3.3 控制原理
采用PLC模塊與人機(jī)界面以及二次回路結(jié)合的控制系統(tǒng)，編寫完善的運(yùn)行PLC程序，把PLC控制程序?qū)懭肽K。當(dāng)各單元實(shí)驗(yàn)室要啟動(dòng)排風(fēng)通風(fēng)柜時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別到各單元操作觸發(fā)啟動(dòng)信號后，根據(jù)單元啟動(dòng)系統(tǒng)順序要求，打開單元排風(fēng)通風(fēng)柜電動(dòng)風(fēng)閥，系統(tǒng)確認(rèn)通風(fēng)電動(dòng)風(fēng)閥已經(jīng)打開后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)單元通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)、系統(tǒng)變頻器（主要控制輸出）主排風(fēng)電機(jī)、附塔自吸泵、排放廢氣紫外線燈管以及系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)，其他實(shí)驗(yàn)室單元若使用排風(fēng)通風(fēng)柜時(shí)，主系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保持運(yùn)行狀態(tài)，直至最后單元使用結(jié)束，系統(tǒng)根據(jù)關(guān)閉順序才會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。
保護(hù)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別各單元電動(dòng)風(fēng)閥是否有打開或關(guān)閉、單元通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)、主系統(tǒng)附塔的自吸泵、主變頻器-排風(fēng)主電機(jī)、紫外線燈管、配電系統(tǒng)、等電位系統(tǒng)以及其他設(shè)備的運(yùn)行情況是否正常，模塊系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測到某一電氣設(shè)施正常或不正常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施后，并在系統(tǒng)人機(jī)界面，顯示文字告知故障點(diǎn)，有利于快速解決故障隱患，達(dá)到系統(tǒng)安全
運(yùn)行。
3.4 保護(hù)系統(tǒng)原理
保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)控信號，采用電流變送器，安裝在配電單元輸出端，拾起系統(tǒng)設(shè)置的信號參數(shù)，反饋給PLC模塊程序，由系統(tǒng)程序識(shí)別某個(gè)單元電氣設(shè)備是否執(zhí)行保護(hù)，達(dá)到保護(hù)目的。
3.5 系統(tǒng)的防雷、電網(wǎng)脈沖電壓、保護(hù)接零
采用等電位接法與PLC程序配合進(jìn)行保護(hù)，用電流變送器接入用電零線單元，拾取零線漏電信號反饋到系統(tǒng)程序，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的允許漏電電流大小，從而啟動(dòng)保護(hù)指令。
系統(tǒng)采用等電位保護(hù)系統(tǒng)和防雷器的配合，可以根本上解決低壓配電網(wǎng)中的脈沖電壓干擾、漏電保護(hù)、過負(fù)載保護(hù)以及防直擊雷、閃電雷、感應(yīng)雷、電氣設(shè)備零線過載保護(hù)等，具有針對排放廢氣凈化系統(tǒng)安裝在樓層頂層的特點(diǎn)，使系統(tǒng)設(shè)備和用電安全具有可靠防護(hù)措施和保護(hù)系統(tǒng)。
等電位系統(tǒng)指電源端零線與接地線直接連接，電網(wǎng)端零線與接地線形成等電位，當(dāng)配電系統(tǒng)在零線和接地線上有任何的高脈沖電壓，等電位保護(hù)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)我們設(shè)置的所需保護(hù)參數(shù)，自動(dòng)切斷故障配電設(shè)備，并配合PLC程序-人機(jī)界面，顯示文字報(bào)警區(qū)域，可以快速自動(dòng)排查故障區(qū)域，不影響其他區(qū)域運(yùn)行，達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備。
等電位保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理：系統(tǒng)采用PLC模塊，編寫自動(dòng)控制程序，在各支路配電支路網(wǎng)電源總零線、總接地線上，安裝低讀數(shù)-高靈敏度的電流變送器，拾取等電位電流和電位差的信號，反饋給PLC控制系統(tǒng)程序，自動(dòng)參數(shù)比較后，進(jìn)行各自指令動(dòng)作保護(hù)。
3.6 遺忘關(guān)閉/時(shí)間預(yù)設(shè)功能
利用PLC系統(tǒng)程序的時(shí)間指令，把我們所需要的設(shè)置時(shí)間指令，編寫在各單元的控制回路中，配合運(yùn)行指令結(jié)合，形成預(yù)設(shè)置的遺忘功能指令，當(dāng)啟動(dòng)了單元通風(fēng)柜運(yùn)行時(shí)，而忘記關(guān)閉單元通風(fēng)柜、系統(tǒng)預(yù)設(shè)最長運(yùn)行時(shí)間立即啟動(dòng)計(jì)時(shí)，各單元實(shí)驗(yàn)室操作啟動(dòng)通風(fēng)柜運(yùn)行所需要時(shí)間功能。當(dāng)某個(gè)單元操作忘記關(guān)閉通風(fēng)柜時(shí)，系統(tǒng)可事先設(shè)置最長使用時(shí)間，當(dāng)時(shí)間到了，系統(tǒng)自動(dòng)會(huì)關(guān)閉，防止系統(tǒng)長時(shí)間不停運(yùn)行以及不安全
隱患。
預(yù)設(shè)功能：單元操作可以預(yù)設(shè)所需要使用時(shí)間，這樣可以掌握做實(shí)驗(yàn)的控制時(shí)間，有利于實(shí)驗(yàn)的完整性、兼容性。把系統(tǒng)運(yùn)行提高到較先進(jìn)的智能控制操作，充分利用系統(tǒng)運(yùn)行效率，安全穩(wěn)定、節(jié)能。
3.7 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
利用網(wǎng)絡(luò)建立PLC控制系統(tǒng)-人機(jī)界面的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)全天候的監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)解決故障，確保系統(tǒng)安全
運(yùn)行。
3.8 系統(tǒng)變頻器
主要控制排放廢氣凈化系統(tǒng)的主排風(fēng)機(jī)運(yùn)行的變頻，可以實(shí)現(xiàn)排風(fēng)機(jī)的最佳運(yùn)行效能，變頻器的控制參數(shù)，采用電流變送器拾取在各單元實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)柜排風(fēng)電機(jī)的運(yùn)行電流的信號參數(shù)，由電流變送器拾取信號-反饋PLC系統(tǒng)程序，進(jìn)行比較后，指令變頻器所需要變頻參數(shù)，達(dá)到控制變頻節(jié)能效果。
4 結(jié)語
該科技樓實(shí)驗(yàn)室排放廢氣凈化系統(tǒng)經(jīng)過兩年多的實(shí)際運(yùn)行，從實(shí)際運(yùn)行效果上看，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的排風(fēng)通風(fēng)柜使用排放參數(shù)、智能控制以及主系統(tǒng)的排放標(biāo)準(zhǔn)、控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能、效果良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，為我國類似高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)提供參考和借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1] 室內(nèi)環(huán)境健康消費(fèi)指導(dǎo)手冊[M].
關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；電液控制系統(tǒng)；工作原理
【分類號】：TD421.5
1、前言
在煤礦企業(yè)，掘進(jìn)機(jī)作為重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，其運(yùn)行正常與否，直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)是否能順利進(jìn)行。而電氣系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重要組成部分，電氣系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是整機(jī)正常工作的保證。本文以132掘進(jìn)機(jī)介紹，132掘進(jìn)機(jī)是一種半煤巖掘進(jìn)機(jī)，非常適合于切割煤及半煤巖巷道，是目前中國掘進(jìn)機(jī)市場所需的一種產(chǎn)品。本文通過對掘進(jìn)機(jī)的電控制系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，并充分借鑒國內(nèi)外成熟技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后達(dá)到生產(chǎn)要求。
2、132型掘進(jìn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)
132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，總裝機(jī)功率242kW，截割功率132kW，經(jīng)濟(jì)切割煤巖硬度60～70MPa。132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外形主要由截割、行走、裝運(yùn)三大機(jī)構(gòu)和液壓、水路、電氣三大系統(tǒng)組成。并通過主體部將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)有機(jī)的組合于一體。該機(jī)是集截割、裝運(yùn)、行走、操作等功能于一體，主要用于截割任意形狀斷面的井下煤或半煤巖巷道。定位截割時(shí)，最大截割高度達(dá)4m，最大截割寬度5.24m。132型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，采用機(jī)械和液壓兩種傳動(dòng)方式，操作籬便可靠、運(yùn)行平穩(wěn)、截割效率高。電氣系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）控制，并配備中文液晶顯示屏，能實(shí)時(shí)反映截割功率、油箱溫度、系統(tǒng)壓力等工況，各項(xiàng)保護(hù)和顯示功能齊全。同時(shí)，還配有機(jī)載噴霧水泵增壓系統(tǒng)，為內(nèi)噴霧系統(tǒng)提供5MPa壓力水，可有效地抑制截割產(chǎn)生的粉塵和火花，提高工作環(huán)境的安全性。
3、掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)的組成及工作原理
3.1 掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)的組成
掘迸機(jī)的電氣系統(tǒng)主要有操縱箱、礦用隔爆本安型電控箱及電器元件組成，如圖1
所示。
掘進(jìn)機(jī)的電控裝置是集光、機(jī)、電一體化的全數(shù)字新技術(shù)產(chǎn)品，采用日本三菱的可編程控制器，通過復(fù)雜的運(yùn)算程序及模塊電路進(jìn)行控制，運(yùn)用RS485和RS一232C卡進(jìn)行通訊，可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，液晶中文顯示，故障提示等，大大減少故障率和維修時(shí)間，提高了生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)的原理
電控系統(tǒng)主要有液晶顯示屏、D（2N.48MR主控制器、光藕板、FX2N.4AD模塊、電壓變送器BF0、溫度變送器BF7、電流變送器BFl.BF5、電源變壓器T1等組成。電氣系統(tǒng)通過電源變壓器T1，可提供15V的本安電源和24V的開關(guān)電源，由于開關(guān)電源不是本安電源，通過光藕板進(jìn)行過渡隔離。對于系統(tǒng)信號的采集，首先通過電流、電壓互感器、溫度傳感器把采集的信號傳到電流變送器、電壓變送器及溫度變送器，再經(jīng)4AD模塊把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸?shù)娇删幊炭刂破鳎≒LC），經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、比較后，PLC發(fā)出控制命令。
3.3 掘進(jìn)機(jī)主回路工作原理
電氣控制系統(tǒng)的主回路主要由隔離換向開關(guān)QS、電流互感器TAl～TA9、交流接觸器KMI～KM3、電機(jī)MI～M3組成。A、B、c為三相ACll40V，50HZ的電源。油泵電機(jī)的電源接線U1、V1、W1，通過接觸器KMt來進(jìn)行通斷。截割電機(jī)的電源接線U2、V2、W2，通過接觸器KM2來進(jìn)行通斷。備用電源接線U3、V3、W3，能過接觸器KM3來進(jìn)行通斷。根據(jù)要求，油泵電機(jī)啟動(dòng)后，才能啟動(dòng)截割電機(jī)。當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)已起動(dòng)時(shí)，要起動(dòng)截割電動(dòng)機(jī)時(shí)，按下截割起動(dòng)按鈕，經(jīng)報(bào)警后，PLC的Yl口控制中間繼電器J2吸合，使得接觸器KM2吸合，截割電機(jī)的接線端子U2、V2、W2接通電源，截割電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。
3.4控制回路工作原理
控制回路如圖2所示，電源變壓器T1輸出的AC220V電源經(jīng)熔斷器FU2、FU3，一路供給執(zhí)行控制器、中間繼電器和本安電源，使其工作，另一路供給真空接觸器，用于控制真空接觸器。
油泵電機(jī)起動(dòng)的工作原理：按下“油泵起動(dòng)”按鈕后，經(jīng)執(zhí)行控制器，延時(shí)報(bào)警：掘進(jìn)機(jī)準(zhǔn)備起動(dòng)，中間繼電器J1得電吸合，使得J1―1接通，真空接觸器KMI吸合，油泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。按下“油泵停止”按鈕，經(jīng)執(zhí)行控制器使中間繼電器Jl釋放，切斷控制電源，油泵停止。截割電動(dòng)機(jī)起動(dòng)：當(dāng)油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，便可以起動(dòng)截割電動(dòng)機(jī)。按“截割起動(dòng)”按鈕，報(bào)警器開始報(bào)警：“截割頭開始起動(dòng)”，延時(shí)后中間繼電器J2吸合，真空接觸器KM2吸合，截割開始計(jì)時(shí)，截割電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。按下“截割停止”按鈕，中間繼電器J2釋放，切斷控制電源，截割電動(dòng)機(jī)停止。
3.5 漏電回路工作原理
在掘進(jìn)機(jī)電控裝置送電至電機(jī)起動(dòng)前，電控裝置要對各負(fù)載進(jìn)行漏電檢測，其工作原理如下：漏電檢測線在電機(jī)的負(fù)荷側(cè)，經(jīng)接觸器KM和中間繼電器J常閉點(diǎn)、漏電保護(hù)單元LD至漏電檢鋇4單元。當(dāng)發(fā)生漏電或主回路絕緣降低時(shí)，漏電檢測單元檢測到其主回路對地阻值過小，將信號傳輸給可編程控制器（PLC），由控制器進(jìn)行信號分析比較后操縱繼電器動(dòng)作，使與之對應(yīng)的中間繼電器的線圈電源被斷開，達(dá)到漏電閉鎖的目的，同時(shí)漏電檢測單元輸出24V電源供給顯示。當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)后，由于中間繼電器和接觸器的吸合，常閉點(diǎn)斷開，漏電檢測線被斷開，使漏電檢測停止檢測。其工作電路如圖3所示。
4、結(jié)語
隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和信息化管理時(shí)代的到來，掘進(jìn)設(shè)備中將會(huì)融人更多先進(jìn)的控制和監(jiān)視手段。掘進(jìn)機(jī)電氣控制隨著電氣技術(shù)的發(fā)展而迅速進(jìn)步，并將成為掘進(jìn)機(jī)科技含量最高和技術(shù)創(chuàng)新最快的部分。
參考文獻(xiàn)：
[1] 賈有生. 掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)保護(hù)及故障診斷研究[J]. 山西煤炭管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)2008（4）：
關(guān)鍵詞：無線數(shù)字；電視發(fā)射機(jī)房；電力遠(yuǎn)程監(jiān)測；系統(tǒng)
1 概述
近年來，無線數(shù)字電視在鐵路、公交、戶外廣告和移動(dòng)多媒體等領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。在城市或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立單頻網(wǎng)、差轉(zhuǎn)臺(tái)或直放站等，能夠提高信號質(zhì)量。同時(shí)，其對供電的穩(wěn)定性和持續(xù)性要求也比較高，以保證機(jī)房內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)前，很多發(fā)射基站以人工巡檢為主，嚴(yán)重影響了信號檢修質(zhì)量。無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量各設(shè)備支路電流、電壓和運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對各設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測和記錄。同時(shí)，也能夠加強(qiáng)機(jī)房的安全防范和反恐保障。該系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確、直觀的對各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，在故障情況下，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的即時(shí)性，以提醒值機(jī)員和維護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場對事故進(jìn)行處理，提高設(shè)備安全管理質(zhì)量。
2 系統(tǒng)功能和監(jiān)測終端平臺(tái)
2.1 電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)功能
電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、通信層和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心。監(jiān)測終端對各電力支路的參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)行采集，并結(jié)合預(yù)設(shè)值，對故障進(jìn)行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警、日記查詢和本地顯示等；遠(yuǎn)程監(jiān)測中心具備智能性和多功能性，內(nèi)部包含管理系統(tǒng)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和自動(dòng)化處理，其對發(fā)射機(jī)房回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，借助數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，并具有數(shù)據(jù)分析、告警提示和報(bào)表打印等功能；通信層借助C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，它的服務(wù)端是遠(yuǎn)程監(jiān)測中心，借助TCP傳輸協(xié)議和各機(jī)房客戶端實(shí)現(xiàn)通信[1]。
2.2 監(jiān)測終端平臺(tái)
2.2.1 硬件結(jié)構(gòu)
發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其處理核心是微控制器。它借助SM系列電流變送器，將電壓信號傳輸?shù)娇刂破鞯腁DC口，并借助SPI接口與網(wǎng)絡(luò)模塊W5100接入Internet。LCD對機(jī)房現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和告警情況進(jìn)行顯示。
發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測終端中的傳感器設(shè)備接入接口比較多，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理。如果監(jiān)測到異常情況，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警。同時(shí)，也可以借助系統(tǒng)預(yù)設(shè)的應(yīng)急程式，對應(yīng)急措施進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)，幫管理人員排除故障，將故障損失降到最低。
2.2.2 支路電壓和電流監(jiān)測方法
主電力系統(tǒng)采用交流和大電流回路將電力送往設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電能傳輸，不能夠直接與控制器C8051F240的ADC口連接進(jìn)行測量。應(yīng)用互感器，對交流大電流數(shù)值進(jìn)行控制。以SM系列線流電流變動(dòng)器SML50AEC-12/24為例，其具有高靈敏度特點(diǎn)，初級與次級隔離；單電源供電，電源電壓范圍和電流測量范圍分別為12-24V和0-50A；交流輸入，輸出直流電壓為0-5V。SM系列電流傳感器借助外接電阻，將電流輸出轉(zhuǎn)化為電壓輸出。
3 客戶端軟件
客戶端軟件以C語言設(shè)計(jì)為主，結(jié)構(gòu)簡單。通過調(diào)用不同的功能子函數(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。子函數(shù)包括初始化模塊、網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)建、數(shù)據(jù)采集處理、日志操作和數(shù)據(jù)格式處理等。技術(shù)人員要對每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。
3.1 程序流程
終端上電后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后與服務(wù)器進(jìn)行TCP網(wǎng)絡(luò)連接。正常通信之后，終端對各支路的電流和電壓值進(jìn)行采集，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷。如果數(shù)據(jù)正常，對其進(jìn)行打包，發(fā)送到服務(wù)器端；如果數(shù)值異常，寫入日志，啟動(dòng)本地報(bào)警，在LCD上顯示告警原因，將數(shù)據(jù)和告警報(bào)錯(cuò)類型同時(shí)發(fā)送到服務(wù)器中。在設(shè)定好的掃描時(shí)間基礎(chǔ)上進(jìn)行延時(shí)，進(jìn)行下一次循環(huán)。重視掃描周期設(shè)計(jì)，對電流和溫度變化進(jìn)行考量，將量級和掃描周期分別控制在1/10s和100-200ms。同時(shí)，技術(shù)人員也要結(jié)合具體情況，對軟件流程進(jìn)行明確認(rèn)識(shí)和了解。
3.2 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理從數(shù)據(jù)采集底層開始，以確保數(shù)據(jù)處理的普遍性和適用性。不同的測量定義都要對應(yīng)一組數(shù)據(jù)，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)或后驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行人工設(shè)定。取得檢測量數(shù)值后，對其進(jìn)行評估，以明確實(shí)時(shí)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集過程：（1）從模塊讀取數(shù)據(jù)、采樣；（2）將采樣次數(shù)控制在5次，分別去掉最大和最小，平均值即為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)評估。如果數(shù)據(jù)不合理，繼續(xù)執(zhí)行采樣工作。如果依然不合理，放棄采集，記錄為故障。
4 集中監(jiān)測管理重心
4.1 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
上傳數(shù)據(jù)和下行指令都是系統(tǒng)客戶端與服務(wù)器端的上下行數(shù)據(jù)交互。對數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行定義，并以幀的格式對其進(jìn)行打包，借助TCP連接進(jìn)行發(fā)送。協(xié)議規(guī)定每個(gè)幀都以#DVB#開始，以#END#結(jié)束，以區(qū)分每個(gè)幀數(shù)據(jù)。在每個(gè)機(jī)房的監(jiān)測終端設(shè)置固定的IP地址，在監(jiān)測中心管理系統(tǒng)對其進(jìn)行錄入。
4.2 報(bào)警類型
本地報(bào)警即在控制器上進(jìn)行聲光報(bào)警，并對報(bào)警信息和處理方法進(jìn)行記錄，進(jìn)而傳送到監(jiān)測后臺(tái)。監(jiān)測后臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，其在人機(jī)交互上彈出相關(guān)界面，并對具體的機(jī)房故障情況及原因進(jìn)行明確。常見的故障報(bào)錯(cuò)情況一般包括停運(yùn)、正常、預(yù)警、告警、開路、短路、干擾、缺陷八個(gè)類型。它們的錯(cuò)誤代碼分別為Error0、Error1、Error2、Error3、Error4、Error5、Error6、Error7。
通道故障一般包括通道數(shù)據(jù)異常、開路、短路等。模塊故障包括無通信回應(yīng)、掉電、接觸不良或模塊損壞。通信線路故障背景下，所有模塊都沒有響應(yīng)。干擾是指電磁環(huán)境背景下，出現(xiàn)無效壞數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)該種情況，對近期測量數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和存儲(chǔ)，以有效消除干擾問題。如果不存在連續(xù)壞數(shù)據(jù)，則說明缺陷集中在通道或電流變送器上。
5 結(jié)束語
應(yīng)用C/S架構(gòu)對無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并借助SM電流變送器對大電流進(jìn)行準(zhǔn)確測量，再通過微控制器C8051F340實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、網(wǎng)絡(luò)接入和數(shù)據(jù)傳送等，以進(jìn)行設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大和用戶數(shù)量比較多的基站中，其具有良好的應(yīng)用效果，能夠?qū)?shù)字電視發(fā)射機(jī)房電源進(jìn)行統(tǒng)一管理。最大程度提高其實(shí)時(shí)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)無人值守基站管理模式的構(gòu)建，使運(yùn)維模式更加主動(dòng)，并將故障隱患降到最低。
參考文獻(xiàn)
[1]張帆，趙志梅.無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2011（24）：74-76.
1、術(shù)語和定義
相量測量裝置phasor measurement unit （ PMU ）
用于進(jìn)行同步相量的測量和輸出以及進(jìn)行動(dòng)態(tài)記錄的裝置。PMU 的核心特征包括基于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號的同步相量測量、失去標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號的守時(shí)能力、PMU 與主站之間能夠?qū)崟r(shí)通信并遵循有關(guān)通信協(xié)議。
廣域測量系統(tǒng)wide area measurement system （ WAMS ）
以同步相量測量技術(shù)為基礎(chǔ)，以電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程監(jiān)測、分析為目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。WAMS 系統(tǒng)包括主站部分和子站部分，PMU 裝置是WAMS 系統(tǒng)的子站設(shè)備。
2、PMU技術(shù)發(fā)展簡介
近年來，隨著全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、南北互供工程的實(shí)施，電網(wǎng)規(guī)模逐步增大，電網(wǎng)成分構(gòu)成日趨復(fù)雜。此外，電力市場化機(jī)制的建立將使電力公司為充分利用現(xiàn)有輸變電設(shè)備的能力，而造成輸電線路的負(fù)載會(huì)接近穩(wěn)定極限。這些都對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的分析、運(yùn)行和控制技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。
電力系統(tǒng)同步相量測量技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，被稱為電力系統(tǒng)三項(xiàng)前沿課題之一。它能為我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的監(jiān)測手段，極大提高電力系統(tǒng)的監(jiān)控水平和穩(wěn)定運(yùn)行水平。
3、沙角C電廠PMU子站系統(tǒng)搭建情況
沙角C電廠PMU子站系統(tǒng)由中國電力科學(xué)研究院生產(chǎn)的PAC200S數(shù)據(jù)采集單元、PAC2000G衛(wèi)星授時(shí)單元及GPS及數(shù)據(jù)處理單元PAC2000P組成。
沙角C電廠現(xiàn)有3臺(tái)677MW火力發(fā)電機(jī)組以及一條500kV線路構(gòu)成，每臺(tái)機(jī)組各由一臺(tái)數(shù)據(jù)采集單元單獨(dú)組一面屏柜，500kV線路數(shù)據(jù)采集單元與GPS授時(shí)單元以及數(shù)據(jù)處理單元共同組成一面屏柜，屏柜之間及PMU數(shù)據(jù)上送調(diào)度主站W(wǎng)AMS系統(tǒng)采用光纖通訊，如圖1所示。
PMU子站數(shù)據(jù)采集
PMU數(shù)據(jù)采集單元采集數(shù)據(jù)量包括：
通過電壓互感器及電流互感器直接采集發(fā)電機(jī)組及500kV線路電壓UXV、電流IXV及頻率ODF；
通過功率變送器采集發(fā)電機(jī)組及500kV線路有功功率00P、無功功率00Q；
通過電壓、電流變送器采集勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電壓EFZ、勵(lì)磁電流IFZ；
通過脈沖變送器采集發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速OMG；
通過數(shù)據(jù)采集單元開關(guān)量模塊采集發(fā)電機(jī)組AVR正常、PSS投入及一次調(diào)頻動(dòng)作信號。
PMU子站數(shù)據(jù)同步集中采集
PMU子站四臺(tái)數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)集中器之間通過光纖連接，數(shù)據(jù)采集單元通過光纖通信將采集到的數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)處理單元，同時(shí)GPS授時(shí)單元通過光纖通信對四臺(tái)數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)行對時(shí)，保證所有數(shù)據(jù)量同步采集。
PMU子站邏輯判斷錄波、報(bào)警及后臺(tái)顯示功能
PMU子站數(shù)據(jù)集中處理單元采集匯總模擬量及開關(guān)量后，進(jìn)行組態(tài)后具備以下功能：
錄波功能：當(dāng)數(shù)據(jù)異常時(shí)，PMU將進(jìn)行邏輯判斷并啟動(dòng)錄波功能，數(shù)據(jù)異常包括：
頻率越限、頻率變化率越限；
幅值越上限，包括正序電壓、正序電流、負(fù)序電壓、負(fù)序電流、零序電壓、零序電流、相電壓、相電流越上限；
幅值越下限，包括正序電壓、相電壓越下限；
功率振蕩；
發(fā)電機(jī)功角越限等。
告警功能：當(dāng)PMU子站采集到數(shù)據(jù)出現(xiàn)：Tv/TA斷線、直流電源消失、裝置故障、通信異常、時(shí)鐘同步信號異常時(shí)，相量測量裝置發(fā)出告警信號發(fā)送到發(fā)電廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警顯示并上送調(diào)度主站。
后臺(tái)顯示功能：PMU子站系統(tǒng)通過人機(jī)接口，對裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視、數(shù)據(jù)文件分析、參數(shù)配置、定值整定，并能夠監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀態(tài)等信息。
PMU子站數(shù)據(jù)通信上送調(diào)度WAMS系統(tǒng)
PMU系統(tǒng)通信采用基于相量測量裝置（PMU）所構(gòu)成的電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用IEEE std C37.118 IEEE Standard for Synchrophasors for power Systems傳輸協(xié)議，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議以及歷史文件傳輸協(xié)議。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及文件傳輸協(xié)議應(yīng)用范圍包括：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主站與子站之間、主站與主站之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史文件的傳輸。
PMU子站采集的數(shù)據(jù)采用TCP通信協(xié)議向調(diào)度WAMS主站上傳子站配置信息，并根據(jù)主站下發(fā)的配置信息將所需的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到主站。在與主站建立通信的過程中，對于數(shù)據(jù)管道，子站為TCP連接的客戶端，主站為TCP連接的服務(wù)端；管理管道，子站作為TCP連接的服務(wù)端，主站作為TCP連接的客戶端。
PMU子站系統(tǒng)通過二次安防后使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道與主站通信時(shí)，管理通道和數(shù)據(jù)通道承載的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)時(shí)VPN傳輸，文件通道承載離線數(shù)據(jù)使用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)非實(shí)時(shí)VPN傳輸，如圖2所示。
關(guān)鍵詞： PLC；城市排水；圖像信息采集；視頻服務(wù)器；人機(jī)對話
中圖分類號：S276.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-4311（2014）05-0056-02
0 引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活發(fā)生了巨大改變，過去傳統(tǒng)的控制方式正逐步被計(jì)算機(jī)控制所取代，從而節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，特別是在控制精度和控制手段上實(shí)現(xiàn)了飛躍發(fā)展，人機(jī)對話，影像控制等均被引用到人們的日常生產(chǎn)和生活之中。在對某市排水工程的改造中，便引用了這方面的控制手段，實(shí)現(xiàn)了具有傳感器檢測、視頻監(jiān)控、主控室遙控等功能。
城市排水是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對城市的建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有全局性、先導(dǎo)性影響的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是城市水污染防治和城市排漬、排澇、防洪的重要工程。城市排水設(shè)施包括：接納、輸送城市排水的管網(wǎng)、泵站、溝渠、起調(diào)蓄功能的湖塘、河道以及污水處理廠、污水污泥最終處置及相關(guān)設(shè)施。城市排水設(shè)施是衡量現(xiàn)代化城市水平的重要標(biāo)志，是改善城市投資環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。下面介紹的是基于ADSL寬帶網(wǎng)和PLC串口通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸污水排放遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。目前，ADSL寬帶網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已在各行業(yè)得到成功應(yīng)用，城市污水排放遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)是通過對污水排放系統(tǒng)的污水水位、水泵啟停、用電量等進(jìn)行監(jiān)測、控制及遠(yuǎn)傳等手段，實(shí)現(xiàn)對污水排放有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理及控制，通過它可以全面地了解城市污水排放系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，保證城市污水排放系統(tǒng)安全合理的運(yùn)行，并可根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行城市污水排放的規(guī)劃和科學(xué)調(diào)配，為排水部門科學(xué)管理提供準(zhǔn)確、有效的重要數(shù)據(jù)。
1 工程改造的目標(biāo)分析
1.1 改造前狀態(tài)
①指揮調(diào)度監(jiān)控中心（主站）與各污水排放站（從站）通過電話了解現(xiàn)場污水排放情況，并下達(dá)指揮命令。
②污水排放站（從站）電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、水位靠現(xiàn)場人工目測檢測。
③現(xiàn)場污水排放量統(tǒng)計(jì)和匯總，靠人工統(tǒng)計(jì)、匯總。
1.2 改造后狀態(tài)
①指揮調(diào)度中心集中監(jiān)視（主站）。
②各排放站（從站）電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)上傳監(jiān)控中心。
③污水排放量統(tǒng)計(jì)和匯總上傳監(jiān)控中心。
④日報(bào)表、月報(bào)表自動(dòng)生成并上傳監(jiān)控中心。
2 改造方案設(shè)計(jì)
針對目前狀況，采用ADSL寬帶網(wǎng)與現(xiàn)場PLC和視頻服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸污水排放監(jiān)測系統(tǒng)方案。
系統(tǒng)由監(jiān)控中心（主站）和n個(gè)污水排放站（從站）組成。從站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖象采集、存儲(chǔ)及上傳。從站對污水水位、水泵電流、啟/停狀態(tài)、超限報(bào)警等信號進(jìn)行采集及處理，采集數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到主站，該系統(tǒng)可以對污水排放站進(jìn)行連續(xù)24小時(shí)自動(dòng)監(jiān)控。操作人員在監(jiān)控中心（主站）可以看到n處從站的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對從站運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
2.1 系統(tǒng)組成 根據(jù)n處從站現(xiàn)有情況和要求，本系統(tǒng)采用集散式結(jié)構(gòu)，通過監(jiān)控中心（主站）向污水排放站（從站）各種控制指令。系統(tǒng)流程框圖如圖1所示。
其中，監(jiān)控中心（主站）由服務(wù)器、通訊終端、監(jiān)控軟件、打印機(jī)、監(jiān)控操縱臺(tái)等組成。污水排放站（從站）由服務(wù)器、路由器、PLC、一次測量儀、采集控制箱等組成。
計(jì)算機(jī)選用普通計(jì)算機(jī)即可，系統(tǒng)通過寬帶網(wǎng)絡(luò)同污水排放站的PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換，現(xiàn)場采用圖像采集和傳感器控制系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理。設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可以在監(jiān)控中心（主站）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。軟件系統(tǒng)具有對各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)存儲(chǔ)、分析、報(bào)表輸出/打印等功能。
2.2 方案特點(diǎn)
①采用西門子S7-200PLC，具有抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸率高，誤碼率低等特點(diǎn)；
②采用觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，操作簡便，顯示直觀形象；
③軟件功能強(qiáng)大，可滿足不同用戶需求；
④系統(tǒng)采用高性能的監(jiān)控單元，性能穩(wěn)定，具有擴(kuò)展功能。
2.3 方案實(shí)施 由于各現(xiàn)場情況和控制要求基本相同，因此以其中一個(gè)從站來分析并制定改造方案，完成電路設(shè)計(jì)，選取相應(yīng)的器材，進(jìn)行現(xiàn)場安裝、調(diào)試。最終完成全部n個(gè)從站的改造。
2.3.1 現(xiàn)場情況概述 該站具有進(jìn)水池2個(gè)，進(jìn)水池水位范圍為0～4米，進(jìn)水池配六臺(tái)軸流式污水泵，組成一套排水系統(tǒng)。其中四臺(tái)水泵型號：20ZLB-70 額定流量：4795M3/h 水泵額定揚(yáng)程：7.23米 配套電機(jī)型號：JSL12-8 電機(jī)額定功率：155KW 工作電壓：380V/AC。另兩臺(tái)水泵型號：900HD-8 額定流量：11950M3/h 水泵額定揚(yáng)程：9.0米 配套電機(jī)型號：JSL1510-10 電機(jī)額定功率：400KW 工作電壓：5000V/AC。
設(shè)備配置：
攝像機(jī)2臺(tái)（定點(diǎn)1臺(tái)，動(dòng)點(diǎn)1臺(tái)）
液位變送器2個(gè)（4～20mA）
電流變送器6臺(tái)（其中4臺(tái)150A，2臺(tái)400A）
2.3.2 電氣原理設(shè)計(jì)介紹
信息采集：
①液位信息采集。液位信息通過污水池上的液位變送器，把液位高度變換成4～20mA的模擬信號，并送入PLC中的EM231模擬量轉(zhuǎn)換模塊，將模擬信號變換成數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字處理。運(yùn)算后，將數(shù)據(jù)結(jié)果存入PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器。
②電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息采集。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)通過AS1～AS6六個(gè)繼電器分別連接到六個(gè)主泵電機(jī)的主接觸器線圈上。當(dāng)某主接觸器得電吸合（既某泵電機(jī)運(yùn)行），對應(yīng)的某繼電器（AS1～AS6）得電吸合，并利用繼電器對應(yīng)的觸電接到PLC的輸入端（I0.0～I(xiàn)0.5），既把某主泵電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信號送入PLC，通過PLC內(nèi)部檢測，以“0”或“1”的形式送入PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器。
③泵電機(jī)電流信息采集。通過電流變送器將泵電機(jī)的實(shí)際工作電流變換成4～20mA的模擬量信號輸入到PLC的EM231模擬量模塊中，通過轉(zhuǎn)換將模擬信號變換成數(shù)字信號，在進(jìn)行運(yùn)算、處理后，將運(yùn)算結(jié)果存入PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器。
④流量和匯總信息采集。PLC將內(nèi)部的泵電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、泵電機(jī)運(yùn)行電流及泵運(yùn)行流量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，將運(yùn)算后的流量和匯總存入PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器。
⑤圖像信息采集。圖像信息通過現(xiàn)場攝像頭將圖像信息送入到視頻服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2.4 信息傳送 PLC將內(nèi)部存儲(chǔ)器所得到的水池液位、泵運(yùn)行狀態(tài)、泵電機(jī)電流、污水流量、和匯總數(shù)據(jù)以串口通訊方式傳送給視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器再把數(shù)據(jù)信息、圖象信息傳送到ADSL網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。
2.5 軟件程序說明 網(wǎng)絡(luò)1是PLC啟動(dòng)時(shí)調(diào)用的初始化子程序；網(wǎng)絡(luò)2是數(shù)據(jù)采集進(jìn)行濾波處理子程序；網(wǎng)絡(luò)3是調(diào)用流量運(yùn)算處理子程序；網(wǎng)絡(luò)4是串口通訊初始化程序。在程序中0指令為接收信息完成中斷，當(dāng)PLC串口0接收信息完成（或閑置）時(shí)，主程序中斷去執(zhí)行中斷0程序；在程序中1指令為發(fā)送信息完成中斷，當(dāng)發(fā)送信息完成時(shí)，主程序中斷去執(zhí)行中斷1程序。網(wǎng)絡(luò)13～24為1#～6#泵運(yùn)行狀態(tài)程序。用位存儲(chǔ)器V1402.0～1402.5儲(chǔ)存泵運(yùn)行狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)25，26為1#2#污水池液位運(yùn)行狀態(tài)。用位存儲(chǔ)器V1461.0，V1461.1儲(chǔ)存液位運(yùn)行狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)27～41為1#～6#泵流量測量值、1#2#池液位測量值運(yùn)算，并將結(jié)果分別存入存儲(chǔ)器VD1400～VD1430、VD1462～VD1466。網(wǎng)絡(luò)42為匯總瞬時(shí)流量。把各泵單位時(shí)間流量相加產(chǎn)生單位時(shí)間瞬時(shí)流量，并存入VD1478存儲(chǔ)器。網(wǎng)絡(luò)43為匯總累積流量程序。既把瞬時(shí)流量折算成匯總累積流量值（該站總流量），并存入VD1482存儲(chǔ)器中。
2.6 程序?qū)崿F(xiàn)過程 當(dāng)PLC串口閑置（或發(fā)送信息完成）時(shí)，并且SM87.7允許接收，主程序網(wǎng)絡(luò)8工作，并把接收到的信息存入到PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)器以VB1600（50個(gè)字節(jié)）為開始的地址中。當(dāng)接收信息完成時(shí)產(chǎn)生一個(gè)中斷，程序由主程序轉(zhuǎn)到執(zhí)行中斷0程序中（網(wǎng)絡(luò)5中斷0）。在中斷0中進(jìn)行接收信息比較（既協(xié)議效驗(yàn)），如果協(xié)議正確，V20.0位置位，網(wǎng)絡(luò)11中T63定時(shí)器經(jīng)過0.8秒延時(shí)導(dǎo)通；網(wǎng)絡(luò)12中M0.0置位，V20.0復(fù)位；網(wǎng)絡(luò)9中M0.0導(dǎo)通，SM87.7復(fù)位（禁止接收信息），并允許發(fā)送信息，既把存儲(chǔ)器以VB1400～VB1499地址內(nèi)容（泵運(yùn)行狀態(tài)、液位狀態(tài)、水泵流量及匯總流量數(shù)據(jù)）上傳到視頻服務(wù)器。當(dāng)信息發(fā)送完成后產(chǎn)生一個(gè)中斷，去執(zhí)行中斷1程序，首先把接收地址清零，然后再接收新指令信息，周而復(fù)始重復(fù)上述工作過程。
視頻服務(wù)器接到信息后再上傳到ADSL寬帶網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控中心（主站）再從ADSL網(wǎng)絡(luò)接收各從站上傳的數(shù)據(jù)，并還原成數(shù)據(jù)、圖像信息以實(shí)現(xiàn)信息從從站到主站傳輸?shù)娜^程。
3 結(jié)束語
這項(xiàng)改造已經(jīng)投入使用，性能穩(wěn)定可靠，電氣故障幾乎為零，受到用戶的好評。通過參與這項(xiàng)改造，不僅把所學(xué)知識(shí)用于社會(huì)，也從中鍛煉了自己。通過此項(xiàng)改造，解決了某市排水工程的急需，完成一件造福社會(huì)的工程。
參考文獻(xiàn)：
[1]程子華.視頻學(xué)工控—觸摸屏應(yīng)用技術(shù)[M].人民郵電出版社，2010，6.
[2]張揚(yáng).S7-200PLC原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007，7.
關(guān)鍵詞：無線數(shù)字；電視發(fā)射機(jī)房；電力遠(yuǎn)程監(jiān)測；系統(tǒng)
1概述
近年來，無線數(shù)字電視在鐵路、公交、戶外廣告和移動(dòng)多媒體等領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。在城市或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立單頻網(wǎng)、差轉(zhuǎn)臺(tái)或直放站等，能夠提高信號質(zhì)量。同時(shí)，其對供電的穩(wěn)定性和持續(xù)性要求也比較高，以保證機(jī)房內(nèi)各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行。當(dāng)前，很多發(fā)射基站以人工巡檢為主，嚴(yán)重影響了信號檢修質(zhì)量。無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，能夠測量各設(shè)備支路電流、電壓和運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對各設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)測和記錄。同時(shí)，也能夠加強(qiáng)機(jī)房的安全防范和反恐保障。該系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確、直觀的對各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，在故障情況下，實(shí)現(xiàn)報(bào)警的即時(shí)性，以提醒值機(jī)員和維護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場對事故進(jìn)行處理，提高設(shè)備安全管理質(zhì)量。
2系統(tǒng)功能和監(jiān)測終端平臺(tái)
2.1電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)功能
電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、通信層和遠(yuǎn)程監(jiān)測中心。監(jiān)測終端對各電力支路的參數(shù)和工作狀態(tài)進(jìn)行采集，并結(jié)合預(yù)設(shè)值，對故障進(jìn)行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警、日記查詢和本地顯示等；遠(yuǎn)程監(jiān)測中心具備智能性和多功能性，內(nèi)部包含管理系統(tǒng)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和自動(dòng)化處理，其對發(fā)射機(jī)房回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，借助數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，并具有數(shù)據(jù)分析、告警提示和報(bào)表打印等功能；通信層借助C/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，它的服務(wù)端是遠(yuǎn)程監(jiān)測中心，借助TCP傳輸協(xié)議和各機(jī)房客戶端實(shí)現(xiàn)通信[1]。
2.2監(jiān)測終端平臺(tái)
2.2.1硬件結(jié)構(gòu)
發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其處理核心是微控制器。它借助SM系列電流變送器，將電壓信號傳輸?shù)娇刂破鞯腁DC口，并借助SPI接口與網(wǎng)絡(luò)模塊W5100接入Internet。LCD對機(jī)房現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和告警情況進(jìn)行顯示。發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)測終端中的傳感器設(shè)備接入接口比較多，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理。如果監(jiān)測到異常情況，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警。同時(shí)，也可以借助系統(tǒng)預(yù)設(shè)的應(yīng)急程式，對應(yīng)急措施進(jìn)行自動(dòng)啟動(dòng)，幫管理人員排除故障，將故障損失降到最低。
2.2.2支路電壓和電流監(jiān)測方法
主電力系統(tǒng)采用交流和大電流回路將電力送往設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電能傳輸，不能夠直接與控制器C8051F240的ADC口連接進(jìn)行測量。應(yīng)用互感器，對交流大電流數(shù)值進(jìn)行控制。以SM系列線流電流變動(dòng)器SML50AEC-12/24為例，其具有高靈敏度特點(diǎn)，初級與次級隔離；單電源供電，電源電壓范圍和電流測量范圍分別為12-24V和0-50A；交流輸入，輸出直流電壓為0-5V。SM系列電流傳感器借助外接電阻，將電流輸出轉(zhuǎn)化為電壓輸出。
3客戶端軟件
客戶端軟件以C語言設(shè)計(jì)為主，結(jié)構(gòu)簡單。通過調(diào)用不同的功能子函數(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。子函數(shù)包括初始化模塊、網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)建、數(shù)據(jù)采集處理、日志操作和數(shù)據(jù)格式處理等。技術(shù)人員要對每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。
3.1程序流程
終端上電后，進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后與服務(wù)器進(jìn)行TCP網(wǎng)絡(luò)連接。正常通信之后，終端對各支路的電流和電壓值進(jìn)行采集，并對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判斷。如果數(shù)據(jù)正常，對其進(jìn)行打包，發(fā)送到服務(wù)器端；如果數(shù)值異常，寫入日志，啟動(dòng)本地報(bào)警，在LCD上顯示告警原因，將數(shù)據(jù)和告警報(bào)錯(cuò)類型同時(shí)發(fā)送到服務(wù)器中。在設(shè)定好的掃描時(shí)間基礎(chǔ)上進(jìn)行延時(shí)，進(jìn)行下一次循環(huán)。重視掃描周期設(shè)計(jì)，對電流和溫度變化進(jìn)行考量，將量級和掃描周期分別控制在1/10s和100-200ms。同時(shí)，技術(shù)人員也要結(jié)合具體情況，對軟件流程進(jìn)行明確認(rèn)識(shí)和了解。
3.2數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理從數(shù)據(jù)采集底層開始，以確保數(shù)據(jù)處理的普遍性和適用性。不同的測量定義都要對應(yīng)一組數(shù)據(jù)，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)或后驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行人工設(shè)定。取得檢測量數(shù)值后，對其進(jìn)行評估，以明確實(shí)時(shí)狀態(tài)。數(shù)據(jù)采集過程：
（1）從模塊讀取數(shù)據(jù)、采樣；
（2）將采樣次數(shù)控制在5次，分別去掉最大和最小，平均值即為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
（3）數(shù)據(jù)評估。如果數(shù)據(jù)不合理，繼續(xù)執(zhí)行采樣工作。如果依然不合理，放棄采集，記錄為故障。
4集中監(jiān)測管理重心
4.1數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
上傳數(shù)據(jù)和下行指令都是系統(tǒng)客戶端與服務(wù)器端的上下行數(shù)據(jù)交互。對數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行定義，并以幀的格式對其進(jìn)行打包，借助TCP連接進(jìn)行發(fā)送。協(xié)議規(guī)定每個(gè)幀都以#DVB#開始，以#END#結(jié)束，以區(qū)分每個(gè)幀數(shù)據(jù)。在每個(gè)機(jī)房的監(jiān)測終端設(shè)置固定的IP地址，在監(jiān)測中心管理系統(tǒng)對其進(jìn)行錄入。
4.2報(bào)警類型
本地報(bào)警即在控制器上進(jìn)行聲光報(bào)警，并對報(bào)警信息和處理方法進(jìn)行記錄，進(jìn)而傳送到監(jiān)測后臺(tái)。監(jiān)測后臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警，其在人機(jī)交互上彈出相關(guān)界面，并對具體的機(jī)房故障情況及原因進(jìn)行明確。常見的故障報(bào)錯(cuò)情況一般包括停運(yùn)、正常、預(yù)警、告警、開路、短路、干擾、缺陷八個(gè)類型。它們的錯(cuò)誤代碼分別為Error0、Error1、Error2、Error3、Error4、Error5、Error6、Error7。通道故障一般包括通道數(shù)據(jù)異常、開路、短路等。模塊故障包括無通信回應(yīng)、掉電、接觸不良或模塊損壞。通信線路故障背景下，所有模塊都沒有響應(yīng)。干擾是指電磁環(huán)境背景下，出現(xiàn)無效壞數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)該種情況，對近期測量數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和存儲(chǔ)，以有效消除干擾問題。如果不存在連續(xù)壞數(shù)據(jù)，則說明缺陷集中在通道或電流變送器上。
參考文獻(xiàn)：
[1]張帆，趙志梅.無線數(shù)字電視發(fā)射機(jī)房電力遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2011（24）：74-76.
[2]劉長凱.遠(yuǎn)程電視發(fā)射機(jī)房電力監(jiān)控系統(tǒng)[J].有線電視技術(shù)，2012（10）：83-85.
關(guān)鍵詞：農(nóng)村 無人值守 35kV變電所 改造 嘗試
原農(nóng)村35kV常規(guī)變電所的控制保護(hù)多為電磁式繼電器系統(tǒng)，接線繁雜，準(zhǔn)確性差，相對制約了電力企業(yè)的發(fā)展。變電所實(shí)現(xiàn)無人值守并具備遙測、遙信、遙控、遙調(diào)四遙功能，是推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，加強(qiáng)電網(wǎng)現(xiàn)代化管理，提高電網(wǎng)自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)減人增效的重要手段，也是提高供電質(zhì)量和可靠性，保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的迫切要求。
農(nóng)村35kV常規(guī)變電所無人值守改造，一般可采用兩種方法：一是將原有控制保護(hù)設(shè)備全部更換為微機(jī)控制保護(hù)設(shè)備，這種方法投資多，停電時(shí)間長，影響供電的可靠性；二是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，采用交流遠(yuǎn)動(dòng)裝置與調(diào)度端接口，達(dá)到無人值守的目的，這種方法投資少、見效快，一般不影響供電，是較為理想的改造方法。
我局根據(jù)具體實(shí)際，在變電所無人值守改造中采用的方法是：
(1)利用FJY—1—004型遙測功能板實(shí)現(xiàn)變電所的遙測：遙測采集量包括35kV和10kV母線電壓、開口三角電壓、所用電電壓、主變及各出線電流、有功、無功等。上述各量通過交流采樣層送到RTU，實(shí)現(xiàn)調(diào)度端對變電所運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，為及時(shí)掌握變電所負(fù)荷情況、合理調(diào)整運(yùn)行方式、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、定點(diǎn)抄報(bào)電量、綜合線損分析計(jì)算等提供了依據(jù)。
每塊FJY—1—004型遙測功能板外接兩個(gè)交流采樣層，每個(gè)交流采樣層可接6路遙測，各變電所可根據(jù)遙測量的多少確定塊數(shù)，實(shí)現(xiàn)變電所全部電氣量的遙測。直流電氣量和溫度的遙測可通過直流變送器和溫度變送器實(shí)現(xiàn)。
(2)利用FJY—1—006型功能板實(shí)現(xiàn)遙信功能：為了實(shí)現(xiàn)信號開關(guān)量的采集，需要對原來的信號回路進(jìn)行部分改造。將原DX-11型電磁式繼電器更換為JX—11型靜態(tài)信號繼電器，實(shí)現(xiàn)信號接點(diǎn)的擴(kuò)充和掉牌的遠(yuǎn)方復(fù)歸，把原光字牌回路改接到新加的中間繼電器上，由該中間繼電器的一對接點(diǎn)啟動(dòng)光字牌，另一對接點(diǎn)接到RTU，并向調(diào)度端發(fā)信號。另外，利用合閘位置繼電器常閉接點(diǎn)和跳閘位置繼電器常閉接點(diǎn)串聯(lián)，由RTU向調(diào)度端發(fā)“控制回路斷線”信號，將原來的“掉牌未復(fù)歸”光字牌改接到一中間繼電器上，利用其兩對接點(diǎn)分別發(fā)“掉牌未復(fù)歸”信號和接事故總線于RTU。一旦發(fā)生故障跳閘，開關(guān)位置發(fā)生變化，就向調(diào)度端發(fā)出事故信號。同時(shí)，在信號回路內(nèi)串一壓板LP，在開關(guān)正常檢修調(diào)試時(shí)，將其斷開，防止向RTU誤發(fā)信號。以變壓器改造后的信號回路(圖1)為例：
轉(zhuǎn)貼于 (3)利用FJY—1型遙控板實(shí)現(xiàn)變電所的遙控功能：調(diào)度端通過CPU發(fā)出分、合閘指令給RTU，由RTU啟動(dòng)遙控板上的分閘中間繼電器(FZJ)、合閘中間繼電器(HZJ)，分合閘中間繼電器啟動(dòng)，利用其接點(diǎn)接通分合閘控制回路，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的遙控分合閘操作。(如圖2、3)
同樣，利用遙控執(zhí)行繼電器ZJ1常開接點(diǎn)接通信號繼電器復(fù)歸電壓線圈回路，利用并聯(lián)在預(yù)告信號解除按扭和事故信號解除按鈕上的遙控執(zhí)行繼電器ZJ2和ZJ3的常開接點(diǎn)，遠(yuǎn)方復(fù)歸預(yù)告信號和事故信號音響。(如圖4、5)
圖 4
【關(guān)鍵詞】框架保護(hù)；電流型框架；電壓型框架；應(yīng)急處理；預(yù)防措施
1 框架保護(hù)原理
地鐵直流牽引供電系統(tǒng)框架保護(hù)中：電流型框架保護(hù)測量的是框架外殼對地的泄漏電流，電壓型框架保護(hù)保護(hù)測量的是框架與負(fù)極（鋼軌）間的電壓。這些信號均由裝于負(fù)極柜內(nèi)的PLC（SimaticS5-95U）獲得。圖1中的U1、U2屬于采集元件（即測量部分），測量計(jì)算、給出信號以及執(zhí)行功能由PLC完成，在這里S5-95U不作控制用，僅作為保護(hù)元件。
2 地鐵牽引供電系統(tǒng)基本介紹
廣州地鐵牽引供電系統(tǒng)中，每個(gè)牽引降壓變電所設(shè)有兩個(gè)整流機(jī)組（整流變，整流器），把電壓等級為33KV的交流電轉(zhuǎn)換成直流1500V電源送到直流母排，再由饋線斷路器（211，212，213，214）送給接觸軌供電，而接觸軌采用雙邊供電方式，在每個(gè)區(qū)間內(nèi)的接觸軌由前后相鄰的兩個(gè)牽引變電所供電。
現(xiàn)廣州地鐵五號線電流型和電壓型框架保護(hù)的整定值分別是：
過電流保護(hù)整定為：I>35A時(shí)啟動(dòng)。
過電壓保護(hù)整定為：U>直流95V時(shí)報(bào)警；U≥直流130V，延時(shí)1s后啟動(dòng)跳閘。
框架保護(hù)一旦電壓型動(dòng)作后，本所的直流牽引系統(tǒng)全部跳閘，并閉鎖本所斷路器；電流型動(dòng)作后閉鎖本所斷路器，與本所相鄰的牽引所的直流饋線開關(guān)也會(huì)跳閘，并閉鎖鄰所開關(guān)的重合閘。
3 電流型框架保護(hù)故障處理
在行車時(shí)間，為了盡可能減小框架保護(hù)故障對行車的影響，縮短故障處理時(shí)間，這里就要求對框架保護(hù)進(jìn)行應(yīng)急處理，特別針對電流型框架，由于其動(dòng)作后，會(huì)導(dǎo)致故障所兩端四個(gè)供電區(qū)全部失電。這對于地鐵運(yùn)營會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。
3.1 電力調(diào)度處理原則
由于地鐵直流1500v牽引供電系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控，所以在發(fā)生框架保護(hù)動(dòng)作時(shí)，當(dāng)值電力調(diào)度利用遠(yuǎn)程監(jiān)控對故障的快速處理具有很大的操作性，對于除正線接觸網(wǎng)接地故障外，盡快恢復(fù)供電行車具有很大的提高。以下是發(fā)生電流型框架保護(hù)后電力調(diào)度的一些處理原則：
本著“先通后復(fù)”原則，框架保護(hù)動(dòng)作后，造成接觸網(wǎng)上下行四個(gè)供電區(qū)停電，在運(yùn)營期間必將造成全線列車中斷行車，因此電調(diào)必須盡快恢復(fù)接觸網(wǎng)供電，減少停電時(shí)間，恢復(fù)列車運(yùn)營。
電流型框架保護(hù)動(dòng)作（有時(shí)伴隨饋線開關(guān)保護(hù)動(dòng)作）。
（1）復(fù)歸框架保護(hù)動(dòng)作信號，拉開故障所饋線隔離開關(guān)。
（2）電調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)分開故障所四個(gè)饋線刀閘，合上饋線無保護(hù)動(dòng)作的開關(guān)相對應(yīng)的越區(qū)刀閘2113或2124。
（3）先合上相鄰故障所無其他保護(hù)動(dòng)作的相應(yīng)饋線開關(guān)恢復(fù)供電。最后對有保護(hù)的（I、Imax、di/dt）動(dòng)作的開關(guān)進(jìn)行試送電。電調(diào)遠(yuǎn)動(dòng)合上相鄰所聯(lián)跳饋線開關(guān)越區(qū)供電后報(bào)行調(diào)組織行車。
（4）若故障變電所為有人值班，電調(diào)命令值班員把饋線開關(guān)211、212、213、214柜內(nèi)的F12小開關(guān)打分位，若值班員不能確認(rèn)F12小開關(guān)，可將柜內(nèi)的F10、F11、F12同時(shí)打分位；以防故障所再次發(fā)生框架保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳相鄰所；必要時(shí)合上故障所軌電位。
（5）若故障所為無人值班，電調(diào)可命令相鄰牽引所的值班員把對應(yīng)饋線開關(guān)柜內(nèi)的F13小開關(guān)打分位；以防故障所再次發(fā)生框架保護(hù)動(dòng)作聯(lián)跳相鄰所；必要時(shí)合上相鄰所軌電位。
（6）越區(qū)供電成功后組織變電及接觸網(wǎng)人員故障搶修，搶修完畢后恢復(fù)故障所熱備用。
3.2 值班員處理原則
其對變電所值班員應(yīng)按以下應(yīng)急處理步驟進(jìn)行處理，服從電調(diào)指揮，在站控PC機(jī)或者模擬屏上確認(rèn)報(bào)警信號等有關(guān)記錄，到負(fù)極柜確定信號是否同PC機(jī)相同，注意觀察保護(hù)動(dòng)作類型，跳閘開關(guān)，將情況及時(shí)通報(bào)相關(guān)人員。
電流型保護(hù)動(dòng)作后，對于框架保護(hù)主跳所：
本所與及雙邊供電的鄰所開關(guān)同時(shí)跳開，同時(shí)也閉鎖本所直流系統(tǒng)開關(guān)，鄰所開關(guān)可以通過主控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制合閘。（如果由于某種原因不能遠(yuǎn)程控制合閘，可以人為解除聯(lián)跳，斷開主跳所饋線柜211、212、213、214，斷開每個(gè)饋線柜聯(lián)跳發(fā)送控制電源F12，解除鄰所閉鎖信號恢復(fù)單邊供電。）
框架動(dòng)作本所人員記錄有關(guān)事件信號，再在負(fù)極柜上按復(fù)位?？梢酝ㄟ^主控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制鄰所開關(guān)合閘，恢復(fù)單邊供電。（不能遠(yuǎn)程控制鄰所開關(guān)合閘時(shí)，斷開主跳所饋線柜211、212、213、214，斷開每個(gè)饋線柜聯(lián)跳發(fā)送控制電源F12，解除鄰所閉鎖信號恢復(fù)單邊供電。）
對于被聯(lián)跳所，可以通過主控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制或站控PC機(jī)直接進(jìn)行合閘。（如果合閘失敗，可通過打下211、212、213、214小車F13，解除聯(lián)跳信號后，恢復(fù)單邊供電。）
4 框架保護(hù)動(dòng)作原因分析
框架保護(hù)是直流牽引供電系統(tǒng)最致命的故障，發(fā)生電流型框架保護(hù)后故障牽引變電所直流開關(guān)對應(yīng)供電區(qū)域內(nèi)上、下行線的四個(gè)供電臂全部停電，對地鐵的正常運(yùn)營服務(wù)造成嚴(yán)重影響。如圖2所示，當(dāng)B所發(fā)生框架保護(hù)故障后，上行B3、B4區(qū)和下行A3、A4區(qū)全部停電，A站至C站內(nèi)所有列車停運(yùn)。那么，有那些原因會(huì)引起框架保護(hù)動(dòng)作呢？經(jīng)地鐵運(yùn)營多年總結(jié)，發(fā)生框架保護(hù)有可能在變電所內(nèi)或所外。
目前，引起框架保護(hù)動(dòng)作的原因主要有以下：
（1）人為誤操作；（2）負(fù)極柜內(nèi)的故障引起框架保護(hù)動(dòng)作；（3）整流器壓敏電阻擊穿對柜體短路放電；（4）直流開關(guān)一次回路對框架短路；（5）排流柜內(nèi)螺栓掉下引起短路導(dǎo)致框架保護(hù)啟動(dòng)；（6）直流開關(guān)正極母排與框架短路；（7）整流器柜內(nèi)電壓互感器故障引起框架對地泄露；（8）所外發(fā)生金屬性短路故障。
框架保護(hù)各種故障原因分析：
（1）對于人為誤操作的原因分析：隨著地鐵事業(yè)在各城市的興起，員工流動(dòng)性大成為廣州地鐵人才的一大損失，新生血液的注入未能及時(shí)填補(bǔ)各崗位的需要，雖然對新人的培訓(xùn)能及時(shí)進(jìn)行，但是仍有部分新員工對設(shè)備不熟悉、開關(guān)特性及原理也不太了解、崗位工作經(jīng)驗(yàn)不足等，成為誤操作的主要原因。造成誤操作的次要原因是：部分老員工受崗位晉升空間的影響從而對工作產(chǎn)生厭倦、掉以輕心或當(dāng)班期間精神不集中。
（2）對于負(fù)極柜內(nèi)故障引起框架保護(hù)動(dòng)作的原因分析：因PLC控制模塊邏輯判斷出錯(cuò)觸發(fā)框架保護(hù)動(dòng)作信號使開關(guān)跳閘，或負(fù)極柜內(nèi)框架電流變送器故障或電壓變送器故障均會(huì)導(dǎo)致開關(guān)跳閘。
（3）對于整流器壓敏電阻擊穿對柜體短路放電的原因分析：壓敏電阻安裝位置與整流器柜門間隙過小，在進(jìn)行33kV負(fù)荷切換時(shí)因操作過電壓引起整流器壓敏電阻擊穿，形成尖端放電導(dǎo)致出現(xiàn)框架泄漏使開關(guān)跳閘。
（4）對于直流開關(guān)一次回路對框架短路的原因分析：如圖3所示：“小動(dòng)物入侵”和“金屬異物入侵”之類的外部故障有可能引起小車本體對框架放電拉弧。對于“內(nèi)部故障”可能原因進(jìn)行分析，分合閘線圈固定螺栓與小車下部銅排引弧桿空間空氣被電離導(dǎo)致絕緣下降擊穿的可能性存在，或者其他一次回路與框架空氣距離較短處空氣被電離導(dǎo)致絕緣下降擊穿的可能性都存在。過壓導(dǎo)致絕緣擊穿的可能性也存在。對于“其他故障”，斷路器分?jǐn)嗍∫部赡軐?dǎo)致拉弧。
（5）對于排流柜內(nèi)螺栓掉下引起短路導(dǎo)致框架保護(hù)啟動(dòng)的原因分析：電磁干擾以及二次保護(hù)電源不穩(wěn)定引起的外部故障；也可能存在負(fù)極柜框架保護(hù)功能不正常，例如：電流型框架定值錯(cuò)誤，電流、電壓變送器故障，框架保護(hù)模塊故障等；直流1500V牽引設(shè)備故障，例如：直流柜進(jìn)線、饋線開關(guān)故障，整流器柜故障，負(fù)極柜故障等。
（6）對于直流開關(guān)正極母排與框架短路的原因分析：因施工遺留，前期變電所在進(jìn)行電纜敷設(shè)時(shí)沒有及時(shí)對孔洞進(jìn)行封堵。在開通運(yùn)營后，由于小動(dòng)物（如老鼠等）直接進(jìn)入直流開關(guān)柜內(nèi)使直流正極母排對框架短路，引起框架保動(dòng)作。
（7）對于整流器柜電壓互感器故障，引起框架對地泄露的原因分析：在進(jìn)行周期性試驗(yàn)時(shí)，將電壓互感器一次側(cè)端子線拆除且沒用絕緣膠布包扎好，作業(yè)結(jié)束后作業(yè)組人員忘記將端子線恢復(fù)，送電時(shí)因振動(dòng)引起電壓互感器一次側(cè)故障放電引起開關(guān)跳閘。
（8）對于所外發(fā)生金屬性短路故障的原因分析：正線或地面車輛接觸軌（網(wǎng)）設(shè)備直接短路引起跳閘，如接觸軌（網(wǎng)）斷裂接地短路、機(jī)車受電弓取流故障對接地扁鋁短路放電、隧道內(nèi)其它金屬性異物入侵使接觸軌發(fā)生金屬性接地。
5 預(yù)防框架保護(hù)的措施
（1）加強(qiáng)對人員的培訓(xùn)，并完善崗位定員制度，拓展員工晉升空間。
（2）對全線負(fù)極柜進(jìn)行排查，對故障元件進(jìn)行更換、試驗(yàn)。
（3）對全線整流器柜內(nèi)帶電的、容易形成放電的尖端部分進(jìn)行絕緣處理。結(jié)合以往檢修情況及設(shè)備故障處理的經(jīng)驗(yàn)，對于整流器直流側(cè)壓敏電阻每兩年更換一次，并由相應(yīng)的技術(shù)管理人員牽頭研究縮短整流器設(shè)備試驗(yàn)周期的可行性。
（4）對全線變電所內(nèi)的孔洞進(jìn)行排查，封堵；并安排人員檢查電纜層是否有老鼠痕跡，安排進(jìn)行滅鼠。
（5）對全線排流柜進(jìn)行排查，對故障元件進(jìn)行更換、試驗(yàn)。重新核查設(shè)計(jì)圖紙，排流柜確實(shí)為絕緣安裝，并作為負(fù)極柜框架保護(hù)對象，由專業(yè)技術(shù)人員作專題研究能否取消排流柜絕緣安裝模式，取消柜內(nèi)框架母排。同時(shí)，加強(qiáng)各級技術(shù)管理人員對負(fù)回流系統(tǒng)重視及技術(shù)水平，進(jìn)一步研究解決目前負(fù)回流系統(tǒng)存在的各項(xiàng)問題，建立完善的檢修、檢查制度。
（6）及時(shí)對有裂紋的接觸軌進(jìn)行更換，并校驗(yàn)拉出值和導(dǎo)高。組織接觸網(wǎng)專業(yè)人員在每天第一趟車出車時(shí)跟車登乘線路，檢查設(shè)備。
6 結(jié)語
（1）框架保護(hù)的必要性，經(jīng)過上述對框架保護(hù)原理與故障的分析，我們可以得出以下結(jié)論：框架保護(hù)主要是保護(hù)直流牽引系統(tǒng)設(shè)備，這是重要而不可缺少的。
（2）框架保護(hù)動(dòng)作分為電流型和電壓型兩種。如果是電流型框架保護(hù)動(dòng)作，故障很可能在變電所內(nèi)；而電壓型框架保護(hù)動(dòng)作，故障很可能在變電所外。對此電調(diào)處理的方法是不同的，為了減少處理時(shí)間，電調(diào)必須在遠(yuǎn)方能判斷框架保護(hù)動(dòng)作的類型。按“先通后復(fù)”組織恢復(fù)供電。
（3）對于各類人為或設(shè)備故障，要詳細(xì)分析導(dǎo)致框架的原因，采取相對應(yīng)的措施預(yù)防止同類原因?qū)е驴蚣鼙Ｗo(hù)的再次發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；智能電網(wǎng)；自動(dòng)化；應(yīng)用和展望
中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0048-01
從世界范圍來看，雖然智能電網(wǎng)的發(fā)展還處于初級階段，但其強(qiáng)大的功能已讓世人驚嘆。智能電網(wǎng)的自動(dòng)化使智能電網(wǎng)的性能得到極大優(yōu)化，也使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可觀測、可控制和完全自動(dòng)化，為電力系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行提供了可靠保障。
1 智能電網(wǎng)概述
1.1 智能電網(wǎng)的定義
智能電網(wǎng)是一個(gè)比較復(fù)雜的概念，不同領(lǐng)域?qū)ζ渥龀隽瞬煌慕忉?。總的來說，可對智能電網(wǎng)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的論述。
首先，智能電網(wǎng)是一個(gè)自動(dòng)化的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它對整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)程序起到監(jiān)控的作用。
其次，智能電網(wǎng)由智能變電站、智能配電網(wǎng)、智能調(diào)度以及智能交互終端的等設(shè)備構(gòu)成，智能電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要這些設(shè)備的強(qiáng)力支撐。
最后，智能電網(wǎng)以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代先進(jìn)的通訊和信息技術(shù)，優(yōu)化電力資源的配置，使用戶的電力需要得到最大化的滿足。
1.2 智能電網(wǎng)的特點(diǎn)和作用
與傳統(tǒng)電網(wǎng)不同，智能電網(wǎng)將電力流、業(yè)務(wù)流和信息流高度融合，其特點(diǎn)和優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
第一、堅(jiān)強(qiáng)的體系支撐，智能電網(wǎng)有電網(wǎng)基礎(chǔ)體系和技術(shù)支撐體系作支撐，在運(yùn)行中能夠頑強(qiáng)抵抗來自外界的各類干擾和攻擊。
第二、技術(shù)與設(shè)施的完美融合，智能電網(wǎng)將信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等高科技技術(shù)與電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行融合，有效提升和優(yōu)化了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備的性能，提高了電網(wǎng)故障的可預(yù)見性，同時(shí)，系統(tǒng)故障修復(fù)的功能也得到了有效提升。
第三、信息的高度集成，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了電力信息的高度集成和共享，使得信息資源突破了時(shí)空的限制，為電力系統(tǒng)的全面運(yùn)行提供了保障。
第四、服務(wù)模式的建立，智能電網(wǎng)使雙向互動(dòng)模式由理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，一方面，電力企業(yè)可以切實(shí)掌握用戶的詳細(xì)用電信息；另一方面，用戶也可以通過各種渠道了解電力企業(yè)的供電能力、電能質(zhì)量等狀況。
2 智能電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用
智能電網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)自動(dòng)化、電力數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化以及電力遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化這幾個(gè)方面，接下來，本文將以某電網(wǎng)廠站的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用為例，對智能電網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用進(jìn)行具體概述。
2.1 結(jié)構(gòu)自動(dòng)化
與國內(nèi)其他電力廠站的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)相同，該廠的電力自動(dòng)化技術(shù)可概括為集中式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、廣域分布式實(shí)時(shí)采集技術(shù)以及綜合自動(dòng)化技術(shù)。
集中式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)將RTU（REMOTE TERMINAL UNIT 遠(yuǎn)程測控終端）作為系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，該技術(shù)的性能與RTU的體系結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，中央處理單元對RTU的操作步驟進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，為系統(tǒng)運(yùn)行安全提供可靠保證。
分布式微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)省略了變電和送電環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)原有的落后設(shè)備被功能性強(qiáng)大的RTU替代。雖然從表面上看，整個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)和從前無異，但實(shí)際上，其安全性和實(shí)用性都得到了大大的提升。
廣域分布式實(shí)時(shí)采集技術(shù)使大范圍、大規(guī)模的電力信息采集由理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，利用該技術(shù)，信息采集成功的突破了地域和規(guī)模的束縛。
綜合自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)在于它不僅能對對象實(shí)施間隔保護(hù)，而且還能對設(shè)備單元進(jìn)行實(shí)時(shí)測控，該自動(dòng)化系統(tǒng)由控制中心、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層以及執(zhí)行層等單元構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了電纜聯(lián)結(jié)控制向自動(dòng)化控制的轉(zhuǎn)變。
2.2 電力數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化
該電廠的電力數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集分為直流采樣和交流采樣兩種不同的形式。以下是對兩種采樣技術(shù)的論述。
2.2.1 直流采樣技術(shù)
直流采樣技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用才剛剛起步。電力介質(zhì)有其自身的特性，因此在進(jìn)行采樣處理時(shí)，要采用DSP技術(shù)才能完成取樣過程。下圖（圖一）清晰地展示了直流采樣數(shù)據(jù)采集和處理過程，從下圖的展示中，我們可以清楚地看到，直流采樣經(jīng)歷了二次系統(tǒng)――變送器/脈沖表――RTU的采樣程序，變送器、脈沖表中的電壓/電流變送器、功率變送器、脈沖電能表以及其它變送器等設(shè)備對RTU中的各項(xiàng)操作進(jìn)行遙測，保證整個(gè)采樣流程的順利進(jìn)行。
2.2.2 交流采樣技術(shù)
與直流采樣技術(shù)不同，交流采樣是一種依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而且與電量測量技術(shù)相適應(yīng)的新技術(shù)，該技術(shù)的先進(jìn)之處在于它省略了變送器的變送過程，實(shí)現(xiàn)了電流數(shù)據(jù)的直接處理。下圖（圖二）就清楚地展現(xiàn)了交流采樣數(shù)據(jù)采集的全過程，從圖中，我們可以發(fā)現(xiàn)該模塊可以同時(shí)完成多個(gè)線路的信息采集工作，中央處理單元與其他設(shè)備進(jìn)行串聯(lián)，使得本設(shè)備所遙測到的數(shù)據(jù)得以及時(shí)上傳。
2.3 電力遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化
電力遠(yuǎn)程控制包含遙控和遙調(diào)兩種技術(shù)，有了這兩種技術(shù)作為支撐，自動(dòng)發(fā)電控制和自動(dòng)電壓控制才能得以實(shí)現(xiàn)。遙控技術(shù)主要是對電力系統(tǒng)的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，而遙調(diào)是指對調(diào)壓變電器的分接點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，對電壓調(diào)節(jié)實(shí)行遠(yuǎn)程控制。就目前來看，遙調(diào)技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段，而遙控技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的發(fā)展，成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)中。遙控技術(shù)是智能電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)和核心技術(shù)，掌握和運(yùn)用這一技術(shù)對電網(wǎng)控制和電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大。
3 電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)自動(dòng)化的展望
電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)的自動(dòng)化為電力系統(tǒng)的運(yùn)行提供了技術(shù)保障，但是，就目前來看，我國電力系統(tǒng)還面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。新型能源技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，電力系統(tǒng)的運(yùn)行對電力市場的管制提出了新的要求，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用水平也極大地影響了電力系統(tǒng)的運(yùn)行。隨著時(shí)代的進(jìn)步、科技的不斷發(fā)展，在現(xiàn)有技術(shù)水平的支撐下，電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)將沿著標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和科學(xué)化的方向繼續(xù)發(fā)展，智能電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的更新和完善將為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供有力保障。
我國電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)的開發(fā)和利用還處于起步階段，在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，要充分吸收和借鑒國際上一些先進(jìn)的理論和技術(shù)，博采眾長，并結(jié)合我國智能電網(wǎng)發(fā)展的具體情況，遵循智能電網(wǎng)發(fā)展的客觀規(guī)律，實(shí)現(xiàn)我國電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)的穩(wěn)步、健康發(fā)展，為我國電力事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新提供可靠保障。
結(jié)束語
智能電網(wǎng)貫穿于發(fā)電、輸電、配電以及用電全過程，滲透與電力系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域。智能電網(wǎng)具有自動(dòng)化強(qiáng)、安全可靠、兼容以及經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，智能電網(wǎng)的使用，將大大提高我國電力企業(yè)電能供應(yīng)的水平和質(zhì)量，推動(dòng)我國電力事業(yè)的發(fā)展。
智能電網(wǎng)憑借其先進(jìn)性和科學(xué)性，已經(jīng)得到了世界各國眾多能源部門和電力企業(yè)的認(rèn)可，開發(fā)和利用智能電網(wǎng)是適應(yīng)時(shí)代進(jìn)步和電力發(fā)展的重要舉措。從目前的發(fā)展情況來看，我國開發(fā)和利用智能電網(wǎng)是歷史發(fā)展的必然選擇。
參考文獻(xiàn)
[1]陳剛.包頭市智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)改造可行性研究與應(yīng)用[D].2012.
[2]梁鴻健.面向智能電網(wǎng)的自動(dòng)化綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用研究及系統(tǒng)開發(fā)[D].2012.
[3]趙江河，陳新.基于智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化建設(shè)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，（18）
[4]馬敬.電網(wǎng)自動(dòng)化智能型輔助指揮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、推廣使用[A].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)第十一屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C].2010.
