张禄

[摘 要]本文分析了10kV电力机房进行低压监测系统设计时如何进行总体策划与统筹的基础上，指出了10kV电力机房低压监测系统实施时的具体措施，并对电力机房低压监测系统提出了自己的意见和建议。

[关键词]10kV 电力机房 低压 监测系统 设计思路

中图分类号：O130 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0022-01

引言

近年来，我国社会越来越关注在过电压影响下的配电网安全，从历史记录统计中也发现，10kV至500kV的电力系统中唯10kV型出现电力事故最多。近两年不断发生在10kV配电网的电力设备绝缘事故中，很多电压事故均是源于该系统未安装对应的低压监测系统，因此事故的原因也难以判定。

电力事故原因复杂，设备绝缘水平不足或是电力保护系统运行力不够、保护能力低下等众多方面都可能导致电力事故。正因为如此，需要充分认识到设计性能更加优异、完备的低压监测系统配备到10kV电力系统的重要性，这可以大大降低未知事故的发生率，更加科学精准地查出电力事故起因进而进一步优化电力系统。10kV电力系统中能够精确监测并记录过电压的低压监测系统必须是符合标准并可以自动运行的，通过其在过电压出现时的监测记录分析解释电力系统发生事故的缘由和类型等等，科学保障电力系统的安全，可以相当有效地指导电力系统的安全运行。这些记录数据主要有电压的频率和幅值、波形的陡度与宽度等。

1.低压监测系统整体方案设计

系统内部过电压与电力在大气中的过电压都是10kV电力系统的系统过电压的组成部分。大气中的过电压有着波头不稳的特点，需要监测系统有更高的采样频率；相反，系统内的过电压有着较宽的频谱，范围可以从几十赫兹一直到几千赫兹，这就需要10kV电力机房的低压监测系统不仅要有较高的采样频率，更需要有能够完整采集内过电压整个频谱范围的能力，要求其采样采集卡有足够的能储存信息的容纳度。但同时，低压监测系统对这些过电压进行采样时时间和数据也不能过长，否则很有可能影响整个电力系统的响应时间，造成电力系统隐患，从这一方面讲，达到甚至超过国家标准要求的硬件条件是电力监测系统必须具备的。

根据以上原理和条件，对监测系统的整体方案做一个合理规划是为10kV电力系统配备低压监测系统的前提准备。

10kV电力系统的监测系统设计时通常采用低阻的分压器保护其限定电压（10kV），其他设定组成部分包括保护电路、前置电路与工控机以及各自对应的同轴电缆组成。

分压器安装在10kV主线上的方式为并联电路，分压器将在过电压信号传来时通过分压捕获低压信号的信息，继而同轴电缆将会再次把该信号接着传递至具有保护功能的前置电路中。此外，为使电路阻抗与第二次分压信号匹配，需要配备信号处理电路。而后，具备触发功能的电路将此模拟电路信号转换为标准的数字数据电平。

2.系统关键技术统筹

在设计与安排统筹低压电力监测系统中，还需要应用到一定的电力技术进行统筹，本文主要列举了以下几种。

2.1 前置电路的设计技术

10kV电力系统的监测系统运行时须经二次分压方可捕获可用的监测数据，这是由分压器出来的过高幅值信号所决定的。

前置电路的主要组成部分有触发性电路和信号处理电路，来自分压器的电信号最先进入保护过压电的电路，进而分开一路通过信号处理电路另一路通过触发性电路。分压信号通过信号处理电路最终以数据形式传递到数据采集通道；另一端，分压信号通过触发电路从逻辑比较电路经过然后通过高速光电隔离器，最终进入数据采集器以外的触发性电力通道。在这个过程中，任何一路电压超过系统设定的电压门卡，数据采集卡就立即开始采样监测。

2.2 数据采集卡的设计技术

一般来说，电力机房低压监测系统中多采用ISA方法的数据采集卡，此卡存储容量为128kB，采样频率最高为20MHz并且采样频率灵活而可以调控。由于数据采集卡需要采集大气过电压与系统内部过电压两种过电压，因此采样频率并不能设定得过高。例如，我们如果选用5MNz为数据采样频率，采样周期最大应该不超过25.6ms，这个时间恰好为一个工频周期的时长。而对于其他一些比这个数值更为低的过电压系统，只有继续降低采样频率，才能对电力系统进行更为合理的监测。

2.3 低阻分压器设计技术

电阻分压器是电力监测系统中最重要的设备之一，但电阻分压器本身易出现发热问题并且在运行过程中容易出现幅值和相位上的误差情况，这便导致了长期用并联的方式使低阻分压器存在于电路中是不切实际的。并且，低阻型的低阻电容分压器本身就带有一定的电力感应，运行过程中也极易产生高频率的震荡情况。因此，出于对整个低压电力监测系统稳定性的考虑，在电路中运行低阻尼电力分压器时应采用相应的技术使其串联入电路。

3.监测系统的方案实施具体措施

另外，要良好地运营低电压监测系统，还应从其他具体措施入手，做到谨慎细致，具体有如下几点。

3.1 充分准备设备材料

在经过系统分析与系统设计之后，需要相关部门按条件对电力机房低压监测系统建设所需设备进行合理而科学的采购，采购需优先考虑设备对于电力系统的系统兼容性。

3.2 严格确定重要的负荷出线开关

低压电力系统中通讯管理机的COM口最多可以接入16块多功能的电力度量表。因此，设计低压电力监测系统时，出于降低成本与提高效率与效能的考虑，在运行与投入低压监测系统时可以在充分满足系统稳定性的基础上，以系统区域为范围选取不超过80个重要的符合型开关进行实时监测。

参考文献

[1]武鹏，徐群，沈忠旗.基于负荷监测系统的配电网故障测寻方法.《电力系统自动化》.2012年3期.

[2]李涛.安徽广电新中心西区10kV电力机房低压监测系统的设计实施.《民营科技》.2015年1期.