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柜式滤波装置的温升试验

 本试验只对柜式滤波装置进行.
    试验时,装置应按正常布置,给装置施加不低于UN 的电压,并使装置的容量在整个试验过程中等于1.35 倍的装置额定无功功率.
    试验时应有足够的时间使温度达到稳定.每隔1h~2h 用温度计、热电偶或其他测温仪测量各规定部位的温度,同时测量最热区域2 台电容器中间的空气温度.当6h 内连续4 次测量温度的变化不超过1K 时,即认为温升达到稳定.
    试验期间应测量装置的周围空气温度,此测量应用不少于3 支经标准温度计校验过的水银温度计或热电偶进行.温度计或热电偶均匀布置在距装置约1m 之处,放置高度应为装置各载流部分高度的平均值.取最后2 次所测温度的算术平均值作为装置的周围空气温度.为了避免由于温高压无源滤波装置的试验布置及运行5度的迅速变化而引起的误差,温度计或热电偶应置于盛有油的容器中,使热时间常数约为1h.
    滤波装置的母线之间连接处、主电路各连接处的温升应不超过50K.各电器设备的温升应不超过各自的规定.
    注:如受试验条件限制,本试验也可在额定电压下进行,然后换算到1.35 倍的装置额定无功功率下的温升值.
    如果试验条件限制,经制造方与购买方协商.本试验也可在安装现场进行,试验时选择谐波源谐波电流最大时的时间段进行.

滤波装置支路的试验程序及试验要求

滤波装置支路的试验程序:
    滤波支路的绝缘试验一般按GB/T 16927.1、GB/T 16927.2 中的有关规定进行.主回路连线包括在耐压试验范围中.
    试验前,应将滤波支路中的滤波电抗器、放电线圈、滤波电容器组等端子上的连接线断开,但这些设备应分别按规定进行验收试验.
    滤波装置支路试验要求:
    工频耐受电压试验在滤波器的相间、相与地之间以及辅助电路与地之间进行,试验电压由表1 选取.
    试验时,应从装置额定电压的一半或以下开始升压,在2s~10s 内均匀升高到试验电压值,并在该电压下保持规定的时间.

宽带PLC网络设计在智能电网通信中的应用

电力线通信PLC(PowerLineCommunication)是指利用电力线提供通信业务的技术、设备和应用服务,是传输数据和话音信号的一种通信方式,它省去了额外布线的麻烦,与用电设备的天然结合,具有覆盖范围广、连接方便、节省无线频带、低频传输、元件成本低廉等显著特点,被认为是提供“最后一公里”解决方案最具竞争力的技术之一。所以国内外许多公司和研究单位都在对PLC进行研究和开发。

1传统的电力线远程抄表及其存在的问题

目前较成熟的远程抄表大多采用窄带PLC技术,是将各个终端电器的信息调制到低压电力线上,载波频率一般在几百kHz左右。一个区域的电表数据通过窄带PLC网络汇聚到集中器,再由集中器通过网关接入其他网络。可见,基于窄带PLC实现的窄带电力线抄表系统速率低,只适合简单的抄表数据单向传送,而无法支持其他业务,扩展性差。此外,它还是专用网,需要集中器和专门铺设电缆,部署复杂且费用昂贵。这都与目前提倡的三网融合的先进理念相违背。

电力线与用电设备天然结合的特性,使PLC加Internet成为最优秀的解决方案。与无线通信工作在微波波段相比,宽带PLC设备工作在高频波段(几MHz~几十MHz),使用OFDM、QAM等现代调制方式,物理层速率可达200Mb/s(Homeplug1.1),大大降低了元件和设备成本。同时,由于室内网PLC链路的距离都较近(几十米以内),正好发挥了PLC的长处并避免了其缺点,可保证数据传输的可靠性。

2设计方案

本文设计了基于家庭宽带PLC网络的远程电力抄表方案,该方案的两个基本思想是:(1)室内使用的宽带PLC组网尽量减小单个PLC总线的长度;(2)尽快汇入Internet。方案的核心是家庭宽带PLC网络的组件,如图1所示。

其中,分电盘下的每条支路运行一条总线型的PLC网络,PLC网络使用TCP/IP协议,各个支路通过PLC家庭网关汇聚,汇聚之后通过ADSL接入Internet。将从PLC终端模块到PLC家庭网关再到Internet的链路称为上行链路,反之称为下行链路。

这里主要包括终端PLC模块和PLC家庭网关两个设备。其中,终端PLC模块应包含网络层次体系结构的所有层次,完成PLC的调制解调、上层数据处理以及对用电器的监视采集和控制;PLC家庭网关包含两部分功能:分电盘各个支路提供数据交换以及实现PLC网络传输层协议到Internet的TCP/IP层协议转换。使用Freescale公司的ColdFire系列单片机实现了终端PLC模块的设计,使用路由器模拟了家庭网关,初步证明了该方案的可用性。

2.1终端PLC模块的设计路线

在Freescale公司的MCF52233单片机上完成了终端PLC模块的设计,硬件设计如图2所示。

在上行链路中(电表-远程计算机),终端模块与智能电表通过RS485电缆连接,根据智能电表提供的协议与之通信,传送抄表数据和控制命令。信息进入单片机的核心处理单元进行协议解析和处理,按照TCP/IP协议组装包,通过单片机内部的以太网模块PLCModem相连,经PLC调制后接入PLC网络。

在下行链路中(远程计算机-电表),远程计算机通过以太网接入PLC网络,控制信息由TCP包携带,进入终端模块,解析出控制命令,再根据智能电表的串口通信协议组装成控制命令帧,通过RS485传输至智能电表完成控制。

终端模块软件部分的设计实质就是嵌入式Internet服务器的设计,如图3所示。

整个PLC终端模块包括两部分:与电表的通信模块为点对点通信,网络层和传输层为空,链路层使用RS485/232协议,应用层遵循DLT645-1997/2007标准即可;PLC网络的通信部分使用标准的IEEE802.3链路层协议和TCP/IP协议即可。

2.2PLC家庭网关的设计路线

PLC家庭网关包括两部分的功能:分电盘各个支路的汇聚组网以及将PLC网络接入Internet。

从图3中可以看出,在PLC网络中采用了以太网和TCP/IP协议,这样,家庭网关实质上就是一个具有PLC子网(总线)交换功能的路由器。分电盘下每个PLC支路是一个总线型子网(链路层),家庭网关将各个子网放在共同的一个局域网内(网络层),网关出口即路由器的WAN口。

从这里可以看出,整个家庭宽带PLC网络及其所接入的Internet都是全IP网络,这给扩展各种应用奠定了非常好的基础。本方案为每个PLC终端模块配置了内部IP地址并设置了不同的端口号。在路由器上使用NAT和端口映射,将每个PLC终端的IP和端口映射到路由器上。这样就可以从外部网络直接访问家庭PLC网络中的各个设备。相反,从PLC网络内部访问外部网络中的主机,则直接通过IP地址即可,既节省了IP地址又实现了双向通信,弥补了窄带PLC抄表中以单向传输为主(电表->集中器)的缺点,为智能电网的控制功能奠定了基础。相关部门可以制定一个标准,将端口号中的一部分注册为电力抄表使用,这样,在目前无法实现每家一个IPv4地址的条件下,可以让多个家庭公用一个IP地址。

2.3ADSL接口设计路线

从中国目前家庭上网的现状来看,普通家庭PLC网络向Internet的汇聚,首选的方案是采用非对称数字用户环线ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLoop)。ADSL是通过电话线路连接到电话局再接入Internet的,因此,家庭ADSL端的IP是在拨号时临时分配的,无法保证有一个固定的端口,也就是说,只能实现从PLC网关到Internet的上行链路,而无法通过Internet直接访问PLC网关。

为解决上述问题,在Internet中设置一“智能电网服务器”,其IP地址固定,所有家庭的PLC网关一连接到ADSL就向该服务器发送信息,该服务器记录PLC网关的临时IP地址。所有来自Internet的信息首先发送给PLC服务器,再由其转发到家庭PLC网关,从而实现下行链路。

3应用

在智能电网中,实时掌握社区、厂区的用电情况是节能的基础,数据传输是智能电网中的一个核心技术。目前尚无适合于社区、厂区等用电场所的电力通信系统解决方案,PLC室内网加Internet能够提供一种优秀的解决方案,可以全面感知各个用户的用电状态并进行监控。此外,电力抄表的相关技术是智能家庭技术的基础,电力线通信网络是家用电器上网的天然选择,既省去了布线的麻烦,节省了无线带宽,又安全可靠,能完成双向通信,便于控制。同时,物联网技术的迅猛发展为宽带PLC技术在智能家庭中的应用奠定了坚实的基础。利用先进的云计算和云存储技术实现对智能用电器灵活、实时的远程访问和控制。

在系统研究电力通信网需求的基础上,针对目前窄带PLC通信网络应用的不足,提出了将宽带PLC通信应用于远程抄表系统。使用宽带PLC通信组建家庭电力通信网,将电表或其他电气设备接入其中,PLC网络通过家庭网关汇入Internet。提出了一种以Internet作为电力通信主干网络,以家庭宽带PLC作为连接网络的新型电力通信系统结构。

 


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 · 柜式滤波装置的温升试验

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