作者：张拥军1，陆德志2，申志成1 (国网嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314000；国网屏南供电公司，福建 屏南 352000)

　　：移动变电站逐步成为供电牢靠性进步的必要设备，其差异于传统变电站的许多运转特殊性，尤其是车载式移动变电站水平平衡问题是联系到主变等重要设备正常运转的要害难点。本文探求了一种根据5G通讯技能的水平平衡实时监测体系，完结了实时监测、精准辨认、快速呼应、远方报警，大幅进步电力设备运转安全牢靠水平。

　　移动变电站是一个结构紧凑、转运便利、设备方便的可移动式小型变电站。电气设备首要由高压开关、流变、压变、阻隔闸刀、接地变、主变、站用变、低压开关柜、交直流体系及二次保护、监控体系等组成，全体搭载在移动式平板车上，使用领域广泛，可极大进步供电牢靠性，缩短要害供电用户的停电时刻，有用下降其经济损失[1]。在电力体系中，变电站的运转安全十分重要。变电站内设备关于地基平衡的要求也十分高，特别是变电站中最重要的设备——主变，其运转环境的水平平衡直接影响主变本体及分化开关装备的气体继电器、瓦斯继电器等设备的动作安稳性。车载式移动变电站设备首要装备于平板车上，依托平板车装备的多个液压支撑杆坚持设备运转根底面的水平度，以使电气设备安稳运转在同一个水平面上。

　　移动变电站设备装备图如图1、图2 所示。其高压部分一般选用线变组接线办法，由一回高压进线衔接至双线圈三相无励磁降压变压器；低压部分选用单母线接线办法，设备选用金属铠装固定中置式开关柜，有低压馈线距离、压变距离、所用变距离以及主变低压开关距离。

　　主变装备有PCS978 电量保护，首要包含差动保护、复合电压闭锁、过流等。一起，装备有非电量保护，包含本体重瓦斯、本体轻瓦斯、有载重瓦斯和轻瓦斯、本体与有载的压力开释等保护。各类保护在车载式移动变电站运转时完结对毛病的快速判别与扫除。

　　配电车上安置有主变保护测控、远动主机及各出线设备保护测控设备。这些设备为微机型设备，对运转环境要求较高，一旦产生平衡问题，将对这些设备的运转安稳性带来危险。

　　由于主变为油绝缘设备，其非电量保护经过内部油的流速、油内气体量以及内部油压来完结实时保护。假如变电车产生失衡或歪斜，则将导致内部油位、油压、油速的改变，保护存在误动危险。一旦非电量保护误动，将跳开主变两边开关，产生大面积的停电事端。

　　防备为主，实时监测。研发一种无线的水平平衡监测设备，完结对车载式移动变电站各设备装备区的相关平衡度的实时监督和快速报警。装备1 台中心操控器，完结对监测设备的信息汇总以及状况点评，及时宣布本地与长途报警信号，完结水平度反常的防备。一起，其还可以在车载式移动变调整各液压支撑结构时供给水平度的校核值，协助移动变运转保护人员调整车载式移动变设备运转面的水平歪斜度。

　　车载式移动变电站设备首要装备于平板车上，依托平板车装备的多个液压支撑杆坚持设备运转根底面的水平度。各液压支撑杆应完结电动调度，与水平平衡监督器构成一体化联动，然后确保车载式移动变电站设备运转面的水平歪斜度到达运转要求。移动平板车水平度监测设备由2 部分组成：水平歪斜度监督模块和中心操控模块。其间监督模块最多支撑6 个，可装备于各设备的支撑杆方位处与重要设备运转界面上，完结水平歪斜度的实时监督。中心操控模块担任接纳各监督模块的监督数据，进行智能判别并输出判别定论。

　　水平歪斜度监督模块的操控面板上装备有通讯用天线、编程用USB 接口、充电用Type-C 接口、电源双位开关和双方位指示灯，如图3 所示。

　　中心操控模块的设备面板装备状况如图4 所示。除了根据5G通讯技能的天线外，还装备有WLAN 传输天线，然后完结与各水平歪斜度监督模块的信息交互[2]。相同， 惯例装备还包含编程用USB 接口、充电用Type-C 接口、电源双位开关和双方位指示灯。声光报警器可完结数据越限的快速报警，高精度显示屏可完结可视化展示及办理。

　　5G+ 水平平衡监测体系的基本原理如图5 所示。该体系共分为两大部分，即前面讲到的水平歪斜度监督模块和中心操控模块。水平歪斜度监督模块经过视点传感器完结水平歪斜度数据监测，使用中心操控器（MCU）操控传感器完结3 次/min 的视点丈量，然后确保水平度的监测时刻频率。之后，MCU 将监测数据数字化后经过WLAN 网络传输至中心操控模块。中心操控模块经过WLAN 网络获取各水平歪斜度监督模块的数据，一起进行数据阈值判别，并根据阈值比较成果进行相应动作。若水平歪斜值超出或低于阈值，则由MCU 进行声光高进操控，并同步使用5G网络宣布报警短信及越限水平歪斜度监督模块的编号、数值等详细信息，以短信办法告诉安全办理员，一起完结录波。

　　根据牛顿第二定律，常用的视点传感器技能选用倾角丈量理论；根据相关物理原理及体系学说，在同一个体系内部，速度V 是不行丈量与核算的，而速度的改变量却是可以核算的，即加速度可测。若一个体系的初始速度为已知量，则可使用加速度极性积分核算获取相关速度以及直线位移状况。视点传感器的原理即歪斜角丈量理论，使用惯性定律核算体系内的加速度[3]。若传感器未产生歪斜，即坚持停止时，则意味着传感器在各个方向上（除重力方向）未取得加速度。重力加速度垂直轴与视点传感器活络轴之间的夹角可以界说为丈量歪斜角，然后完结对歪斜度的丈量。经过该传感器取得视点数据和信号后进行高精度A/D 转化获取数字信号，再经过滤波、滑润、方差估量等数据处理办法处理，得到高精度瞬时加速度，然后确认丈量歪斜角的准确数值。

　　水平歪斜度监督模块中的视点传感器根据加速度原理，装备为双活络轴传感器。该双活络轴传感器首要针对水平面的歪斜和俯仰视点进行准确核算和感知，一般丈量规模为-30°~30°，可以满意车载式移动变电站设备的运转需求。双活络轴传感器内部原理功用结构如图6 所示，为了完结数据处理，内部装备了A/D转化器、EEPROM 存储器、SPI 传输接口、信号调度电路等器材。而感测元件一般选用硅电容单元，以进步传感器运转安稳性。为了进一步进步双活络轴传感器的安稳性，选用了双通道装备，别离对两个活络轴状况进行感测，然后完结对水平面的歪斜和俯仰视点的核算。本传感器选用两种信号输出办法，即拟电压信号输出和SPI 数字信号输出。该传感器还装备了温度传感器，完结温度补偿，进一步下降环境温度对视点传感器的丈量精度的影响。

　　如图7 所示，（a）为X 轴（即竖轴）歪斜产生状况下传感器的核算办法。（b）为Y 轴（即横轴）歪斜产生状况下传感器的核算办法。下面以竖轴歪斜产生时的核算办法为例，进行重力加速度与加速度值之间的联系推演：

　　电路规划如图8 所示。双活络轴传感器有两个模拟输出端，别离接入数模转化器的输入通道。一起，该传感器还具有SPI 接口，该接口共装备4 根线路，而水平歪斜度监督模块的输入输出接口十分少，为了进步工作效率，满意实践设备需求，故选用先信号输入再数模改换的数据收集办法。

　　接口电路模块（nRF905）选用双侧18 针接口，各接口功用包括各类电源及数据，完结与中心操控器数据交互，其结构如图9 所示。

　　中心操控端是根据STM32F103RBT6 芯片而开发的。该芯片是32 位内核，功能优秀、本钱低价、性价比高、功耗小、兼容性强，是最佳的MCU 挑选。其外设电路规划如图10 所示。

　　针对移动变电站运转特殊要求开发的进步车载式移动变电站运转安全的5G+ 水平平衡监测体系，根据双活络轴传感器完结对车载移动变电站水平平衡度的实时监测；根据5G 通讯技能完结监测数据以及报警信号的实时传输，进步了车载式移动变电站运转的安全性、牢靠性和安稳性。

　　该设备及对应办法可以使用于车载式移动变电站，检测活络，报警及时牢靠，便利使用，通用性强，可以对移动变电站平板车水平度进行有用监测，消除由于平板车水平度反常而引起的安全隐患，确保设备和人身安全。

　　[1] 陈云瑶,胡梦泉,刘洪春.车载式移动变电站在高海拔区域使用的消防技能剖析[J].电力设备办理,2020(10):51-53.

　　[3] 蔡晶,冉旺,韩丹,等.大功率车载式移动变电站规划使用体系研究[J].广东电力,2020(01):86-92.