湖南冶金職業技術學院袁川來何小寧欄目編輯/羅斌0前言近年來，隨著現代電力電子技術的發展，國內外已經研制生產出多種規格型號的智能斷路器，如西門子的3WN6和3VF系列、國產的DW45系列、NW45系列等。這些斷路器采用了多功能的智能型控制器，具有精確的保護功能和通訊功能，能與計算機聯網，實現‘四遙“功能，特別適用于現代自動化配電系統。在發達國家，對智能型配電產品進行二次開發，并應用于低壓供配電系統的自動化控制，已經有相當成熟的經驗。而在我國，由于缺乏相關的硬件環境和外圍接口技術，智能型配電產品的功能并未得到充分的利用，造成了很大程度上的資源浪費。

　　1系統設計依據和背景供電系統的可靠程度、電能的質量和設備運行效率與變壓器的工作狀態有著重要的關系。對于晝夜負荷增減變化很大或負荷呈周期性變化很大而適宜采用經濟運行方式的變電所，應該及時調整投入運行的變壓器臺數，采取經濟運行方式。對變壓器運行方式的切換，一般是根據儀表記錄的負荷參數或實際投入運行的負載設備，結合經濟運行條件，由工作人員作出判斷，開出操作票，再通過倒閘操作實現自動或手動切換。這種傳統的控制方法有許多不足：一方面，由于變壓器并列運行有嚴格的條件限制，而由人工判斷的準確性受到許多客觀因素的影響，如儀表本身的誤差、讀數誤差、電器動作誤差及工作人員專業水平等一些無法避免的原因，造成不能及時準確地投入或切除變壓器，達不到經濟運行的目的，甚至因判斷失誤而出現誤操作的現象；另一方面，這種控制模式需要值班人員全程參與，阻礙了無人值守變配電站的發展，使變配電系統難以做到真正的自動化。

　　在變壓器的操作過程中，斷路器是主要的控制執行元件。

　　傳統的控制系統中，只利用了斷路器的過載、欠壓、短路接地等常規保護功能，而對其智能部分如邏輯判斷、選擇性保護、參數整定和數據通信等功能都少有利用。理想的智能型斷路器一般具有如下功能：內置的單片機芯片能夠按照用戶程序控制脫扣器的開閉；對短路及接地故障有選擇地實現瞬時或延時保護；鍵盤輸入參數值；數字顯示整定參數、運行過程中的電氣參數；記錄線路故障、聲光報警和微機通訊等。

　　2系統組成原理2.1系統應滿足要求能監測在線變壓器和待機變壓器的狀態及相應保護裝置，并判斷變壓器本身是否符合投切條件，對未達到投切要求的變壓器發出報警信號或者自動處理，使之符合條件。

　　/）控制系統對測量參數進行數字化處理，與！：；=中的參數比較，并根據經濟運行條件進行邏輯判斷，決定是否需要投切變壓器。

　　變壓器的投入或切除是一個暫態過程，會引起電力系統擾動，而擾動量的大小與開關動作瞬間系統電壓的相位有關，控制系統應能根據電路的動態參數選擇比較佳開合時間。

　　顯示、打印變壓器運行參數或報表，查詢歷史事件。每次操作結束后，系統自動記錄操作過程及結果，當操作失敗或異常時，應能自動報警并保護現場，然后自動退出操作。

　　2.2硬件部分硬件部分可利用斷路器內部的單片機作為下位機即控制單元，外圍配置數據采集模塊和驅動模塊。通過互感器輸出信號的采集，反映斷路器的各運行參數，自主判斷并執行控制命令。在變電站的控制中心設置主控器作為上位機，通過接口實現計算機通訊功能，接收下位機發來的數據等信息，分析和處理各變壓器的參數，鍵盤顯示、打印和報警；向脫扣器發出通、斷及自動重合閘等控制指令。數據通過交流采樣，將現場CT、FT傳來的交變電流、電壓波形經過高精度的變換器轉換成適合控制器采集的小信號，經過整形濾波、采樣保持后送入A/D轉換成數字信號。目前，市場上已有多種較為成熟的數據采集系統，如研華ADAM-5000/485基于；>-45的分布式數據采集控制系統，具有較完善的數據采集和數據處理功能。該系統需要采集的主要參數有：模擬量：包括主變一次側和二次側的三相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、變電站內溫度、循環油溫度等物理，。大眾用電2）開關量：包括斷路器、隔離開關、開關柜手車、變壓器中性點接地開關等位置信號及繼電保護自動裝置、設備運行工況等狀態信號。

　　智能斷路器外圍硬件結構框圖如所示。

　　信號調理數據多路切換取S高位與50H）不等則轉相等則取S低位取S低位與51H）不等則轉S=S，不需切換S　　主控器的CPU通過多路數據切換電路對各臺變壓器的參數定時循環采樣，將電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數等，與預先輸入RAM內的值進行比較，經過判斷，如果需要投入或切除變壓器且符合投切條件則向斷路器發出信號。因變壓器的分、合閘有嚴格的操作規程，系統應能監視和診斷所有運行和待機變壓器的狀態參數，確定是否符合開合條件。對不滿足開合條件的變壓器發出報警信號或自動完成投切前的準備，包括按操作程序開出操作票，系統源程序用匯編語言編寫。

　　系統軟件主要包括：1）系統自檢程序；/）系統初始化；7）數據采集程序；4）數據分析和邏輯判斷程序；9）程序負載驅動；6）數據查詢和顯示打印程序。

　　A/D轉換器完成一次A/D轉換及采樣參數與預定值比較的部分源程序如下：選擇A/D，并進行全12位轉換啟動A/D轉換查詢轉換是否結束讀取S高8位存入50H令低4位有效讀取S低4位存入51H 3結束語本系統充分利用智能型斷路器的智能化特點，通過配置合理的外圍接口電路和軟件設計，對變壓器運行狀態的自動切換實現了智能控制，提高了供配電系統的自動化水平和系統運行的可靠性，對保證電能質量、提高設備的運行效率有很大的意義，適合無人值守變電站的控制要求。