| 摘要：文章介绍了在自动化机房各 屏柜的电源空开旁加装一声光报 警系统，当电源空开发生脱落时， 会同时带动辅助接点动作。该辅 助接点与自行设计的声光报警系 统相连，从而触发声光报警系统 发出报警信号，提醒自动化维护 人员及时、快速地进行问题排查， 保障调度自动化系统可靠、稳定 运行。文中还阐述了声光报警系 统的结构、原理。 【关键词】空开跳闸 辅助接点 声光报警器 复位回路 1 前言 随着电力需求的日益增加，电网规模不 断扩大，不同电压等级的变电站相继投入运行。 为了保证电力系统的安全与可靠运行，除了要 求一次系统的坚实、科学与合理外，对操控一 次系统的二次系统也提出了很高的要求。作为 二次系统的主要部分，自动化系统主要用于电 气量的采集、分析与传输和对电气设备（如断 路器、隔离开关等）的状态监视、控制、调节。 然而，自动化系统中多为用电设备，近年来由 于二次回路故障造成的自动化设备失电事故不 断发生，因此，当务之急是提高交、直流供电 电源的可靠性。 为此，我公司对地调自动化机房进行电 源改造，所有设备屏柜均配备来自两不同UPS 配电柜的电源，以空气开关作为电源和用电设 备的物理节点，用以保证持续不断地为各自动 化设备提供电源。但是，在实际应用中发现， 当其中一路电源空开跳闸时，虽不影响自动化 设备的正常运行，但却在无形中降低了设备运 行的可靠性。因此，经过长期的摸索实践，需 设计一电源空开跳闸报警系统。当机房电源空 开发生脱落时，报警系统能够发出警示，提醒 自动化维护人员及时进行问题排查，保障调度 自动化系统可靠、稳定运行。 2 电源空开跳闸报警系统 2.1 电源空开跳闸报警系统的设计思路 目前，我公司地调自动化机房共有屏柜 23 面，各屏柜中均安装有来自两不同UPS 配 电柜的电源空开。一般情况下，机房屏柜的电 源是双路供电，能够持续不断地为自动化设备 供电。长期以来，失电故障报送信息是通过当 值人员的巡视、用户上报、计算机实时监控等 途径获得，当其中一路电源空开跳闸时，当值 人员无法在第一时间获得设备失电信息，检修 人员很难迅速到达故障现场进行检修，降低了 设备运行的可靠性。同时，由于故障信息上报 不及时很有可能延误设备的最佳检修时间，造 成电力安全生产事故。 基于这个想法，对于无人值班的设备机 房，借助有效的安全技术手段来控制和杜绝设 备失电的发生，是一项长期而重要的工作。因 此，设计了电源空开跳闸声光报警系统，即在 空开旁加装声光报警器。 2.2 电源空开跳闸报警系统的结构 如图1 所示，空开跳闸声光报警系统结 构图。报警系统由常开辅助接点nKS、声光报 警回路、复位回路三部分组成。 2.3 电源空开跳闸报警系统的工作原理 这里，我们采用的是一种多路声光报警 器，可把多种控制信号，诸如电源空开跳闸、 控制回路故障、主变分接头故障等场所相对分 散的重要信号，通过电缆汇集到一起，实现对 信号的集中监视和统一管理。 如图2 所示，模块A 与R1 构成直流稳 压电路，作为整个报警回路的电压源；定时器 555(1) 与R2、R3、C1 构成低频振荡器， 作 为各分路报警灯的公共信号源；定时器555(2) 与R4、R5、C2 构成高频振荡器，作为报警电 路的信号源；1ks ～ nks 为各电源空开的辅助 接点，当电源空开KZ 发生跳闸时带动辅助接 点闭合；LED1 ～ LEDn 为相应分路报警信号 指示灯；V1 ～ Vn 为光电耦合器，用来控制 各路信号的闪光指示；光电耦合器V、三极管 T、扬声器P 组成公用响铃报警电路。 当合上开关S，报警电路所需的工作电源 即通过电压转换模块A 将交流220V 转化为直 流稳压电源，调整电阻R1 使模块A 的4、5 管脚间输出12V 稳定的直流电压。 若电源空开不发生跳闸，则辅助接点均 处于断开状态，无声光报警信号，设备运行正 常；若短路或是过流导致空开KZ 跳闸，那么 将带动与之对应的常开辅助接点nKS 闭合， 12V 稳压电源通过nKS 加至光电耦合器Vn， Vn 中发光二极管点亮使得光电三级光因受到 光照而导通，这样555（1）定时器输出的低 频信号通过光电三极管加到LEDn，使之随着 振荡频率不停的闪烁。555（2）定时器输出的 高频信号通过光电耦合器V 加至三极管T 的 集电极，驱动扬声器发出报警声。 当发生多路空开跳闸时，与之相对应的 辅助接点闭合，触发报警指示灯闪烁，并且启 动公共响铃报警，运行维护人员可根据报警指 示灯快速定位故障发生点，及时消除缺陷。 2.4 主要元器件参数 （1）555 定时器：采用NE555 定时器。 （2）扬声器P：采用额定阻抗Z=8Ω，额 定功率是0.25W 的电动扬声器。 （3）三极管T：选择NPN 型，其放大倍 数β>80。 为确保报警器能够正常工作，报警回路中 选用了同一型号的发光二极管和光电耦合器， 以保证管压降基本相同。 2.5 复位回路的工作原理 在试验阶段还发现，当空开跳闸时，声光 报警系统确实能够提供实时正确的故障信息。 但是，当空开闭合恢复送电时，报警系统依然 还在动作，这就需要再设计一复位电路，如图 3 所示。 闭合电源空开，恢复送电，此时复位电路 中ZJ 继电器的3、4 接点闭合，而电源空开来 电后的前2s 时间内，继电器YS 的接点1 和9 连通，闭合电路见图3。这就相当于将无线控 制器“布防”按键内的A、B 金属条向下按压， 发出“布防”信息。来电2s 后，YS 继电器的 延时时间到，接点倒向5，断开复位电路中的 通路，相当于按下的A、B 金属压条键弹起， 这样即解除了电源空开跳闸恢复后报警系统持 续报警的问题，并将报警器预置在“布防”状 态，从而达到自动复位的目的。 3 电源空开跳闸报警系统的应用 为了验证电源空开跳闸报警系统的实时 有效性，分别在新源集控自动化机房和地调自 动化机房的部分设备屏柜上进行了试点安装。 试用期内两次准确报送空开跳闸故障，检修及 时，收效明显。 在电源空开跳闸报警系统设计的启发下， 针对于不同的用途，设计了机房温度报警系统、 交换机故障报警系统，并分别在配网自动化机 房、地调自动化机房进行试验，均收到良好的 效果。 4 结束语 电源空开跳闸报警系 统的使用，真正做到了实 时监测，当机房电源空开 发生脱落时，报警系统能 够发出声响，在第一时间 给当值人员以警示，提醒 自动化维护人员及时进行 问题排查，有效地降低了 因电源空开跳闸造成设备 失电的可能性，防止事故 发生，保障了调度自动化 系统可靠、稳定运行。 参考文献 [1] 姚迪明. 机房开关 信号监测报警系 统[J]. 西北水力发 电,2004,20(4):68- 70. [2] 李宝利, 黄忠云. 电 力接头温度声光报警器[J]. 煤炭技 术,2002,21(8):60. [3] 李志勇. 交流电失电报警器的应用开发 [J]. 湖北电力,2009,33(5):35-36. [4] 何献忠. 多路声光报警信号器[J]. 机电 一体化,2004,2:104-105. [5] 杨成武, 房永亮. 一种低成本开关报 警电路的设计[J]. 机电产品开发与创 新,2010,23(4):162-163. [6] 邱淑荣, 孙同明, 徐永安. 直流稳压电源 短路自保护功能及声光报警装置的设计 [J]. 信息工程大学学报,2003,4(1):101- 102. 作者简介 倪倩倩（1990-），女，河北省廊坊市人。学 士学位。现为冀北电力有限公司廊坊供电公司 助理工程师。研究方向为电气工程及其自动化。 薛恒宇（1992-），男，河北省廊坊市人。研 究方向为电气工程及其自动化。 作者单位 1. 冀北电力有限公司廊坊供电公司 河北省 廊坊市 065000 2. 上海同济大学 上海市 200092 |
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