研究電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計及其發(fā)展

周彬

（南京南瑞集團公司/國網(wǎng)電力科學研究院，江蘇 南京 211106）

研究電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計及其發(fā)展

周彬

（南京南瑞集團公司/國網(wǎng)電力科學研究院，江蘇 南京 211106）

近年來，在社會經(jīng)濟的促進下，科學技術(shù)也在不斷發(fā)展進步，科技帶給人們的便利在日常生產(chǎn)、生活中隨處可見，電力系統(tǒng)中也不例外，科技的發(fā)展給電力系統(tǒng)帶來了翻天覆地的改變。在人們的生活中，電力資源是不可缺少的一部分，在電力時代，電力的相關(guān)產(chǎn)業(yè)隨著科技的發(fā)展在不斷轉(zhuǎn)型，尤其是電力一次設(shè)備智能化被廣泛應(yīng)用。在電力一次設(shè)備智能化的設(shè)計以及發(fā)展方面進行了相關(guān)闡述，希望能夠為電力一次設(shè)備的智能化發(fā)展提供參考。

電力資源；一次設(shè)備；電力系統(tǒng)；配電產(chǎn)品

進入21世紀以來，人們的生活和工作發(fā)生了翻天覆地的變化。隨著生活水平的提高，人們不僅僅滿足于物質(zhì)生活，更關(guān)注精神生活的質(zhì)量。因此，傳統(tǒng)的生產(chǎn)體系被打破，之前的電力系統(tǒng)受到體制的限制，在市場的壓力下，也在不斷發(fā)生著變革。由于電氣自動化是電力改革中的重頭戲，所以，電力一次設(shè)備的智能化改革和發(fā)展對整個電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展有著重要影響。

1 傳統(tǒng)的電力設(shè)備設(shè)計要求及特點

傳統(tǒng)的電器設(shè)備在設(shè)計時，要求電力工作人員能根據(jù)不同的配件和配電產(chǎn)品的功能，對獨立配件進行控制、計量和保護工作，電力人員要以此來完成電力設(shè)備的自動化設(shè)計。

1.1 綜合分析電力設(shè)備設(shè)計

傳統(tǒng)的電力設(shè)備設(shè)計在對某一工程進行電氣設(shè)計時，要結(jié)合用電設(shè)備的實際情況進行分析，比如用電負荷、用電負荷的特點和用電負荷的分布等方面，用電是商用還是自用，這對整個電氣系統(tǒng)的設(shè)計有著重要的影響，從而方便在設(shè)計方案中預留出合適的超載空間。同時，要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況和電力設(shè)備的自身條件，設(shè)置相應(yīng)的中低壓配變電系統(tǒng)。

1.2 詳細的工藝分析

傳統(tǒng)的電力設(shè)備設(shè)計在對某一工程進行自動化設(shè)計時，要嚴格根據(jù)控制要求對工藝進行詳細分析，對于被控設(shè)備的分布情況和設(shè)備本身的運行流程和可靠性有個初步的了解，掌握了基本情況之后，再對計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容進行全面設(shè)計。除此之外，還要求在工程施工過程中協(xié)調(diào)好變電系統(tǒng)、高低壓儀表系統(tǒng)與用電設(shè)備檢測信號之間的關(guān)系。在編制好位號清單之后，設(shè)計整個控制系統(tǒng)的流程圖，對監(jiān)控軟件和監(jiān)控硬件進行合理的組合和搭配，保證控制系統(tǒng)的輸入和輸出接口能夠有效地與整個系統(tǒng)設(shè)備連接。根據(jù)施工設(shè)計的要求嚴格進行工程施工，從而使整個系統(tǒng)設(shè)備、電纜敷設(shè)的調(diào)試和安裝工作得以順利完成，滿足電力系統(tǒng)的運行要求。

2 電力一次設(shè)備智能化設(shè)計的內(nèi)容

2.1 基礎(chǔ)條件

目前，通常的工程設(shè)備設(shè)計所采用的都是通過總線加以連接的拓撲結(jié)構(gòu)，而在通訊協(xié)議上，數(shù)據(jù)間的傳遞則采用的是“向下兼容”的原則。但隨著電氣自動化的進一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊的機電一體化和芯片嵌入的標準都發(fā)生了很大的改變，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)終端設(shè)備鏈條的獨立測控。由此可見，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場總線作為通訊協(xié)議的重要一步，要包含硬件和軟件兩個部分，在現(xiàn)場控制器和人機界面掛歷計算機這兩個方面都要考慮。目前，大型現(xiàn)場總線體系需要有強大兼容性的總線通訊協(xié)議，從而將控制器、控制裝置和儀表等設(shè)備串入到體系中，實現(xiàn)對整體設(shè)備的掌控。

2.2 電力一次設(shè)備智能化設(shè)計的內(nèi)容和特點

目前，一般采用的設(shè)備系統(tǒng)都是利用一個小型的PLC系統(tǒng)，將嵌入式控制裝置和高低壓變配電設(shè)備的應(yīng)用情況融合進去，所以，在進行電氣設(shè)計時，不用把二次信號和集中、計量保護系統(tǒng)設(shè)備與自動控制系統(tǒng)之間的預留互聯(lián)條件考慮進去，只需要根據(jù)使用操作要求進行電力系統(tǒng)的設(shè)計即可。此外，在電力系統(tǒng)的設(shè)計中，儀表系統(tǒng)設(shè)計是不可或缺的一部分，傳統(tǒng)的設(shè)計方案所使用的電力設(shè)備設(shè)計與自動化設(shè)計之間沒有交叉，這種平行的關(guān)系很難滿足今后的電力系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展。因此，在新設(shè)計中，針對這種狀況進行了改變，簡化了傳統(tǒng)的設(shè)計方案，大大提升了設(shè)備的使用效率，從而使系統(tǒng)更加能滿足需求。在新的設(shè)計方案中，利用軟件和通信協(xié)議就能完成電力設(shè)備系統(tǒng)的建立工作，省去了對自動化組態(tài)硬件確定的工作，將電力設(shè)備與自動化結(jié)合，不但能合理協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系，還能夠促進工作的分配和調(diào)動，有很大的發(fā)展前景。

3 電力一次設(shè)備智能化的未來發(fā)展

現(xiàn)階段，這種新型的設(shè)計方案已經(jīng)在現(xiàn)場設(shè)備中投入使用，而且已經(jīng)取得了一定的效果，電路終端設(shè)備的功能都得以體現(xiàn)。施工現(xiàn)場的總線裝置完全符合通訊協(xié)議的標準，并實現(xiàn)了設(shè)計方案中所計劃的通訊功能，現(xiàn)場總線的所有節(jié)點設(shè)備上也都采用了分布式的實時數(shù)據(jù)庫形式，增強了獨立模塊的抗干擾能力。除此之外，在整個系統(tǒng)中，設(shè)備控制系統(tǒng)作為非常重要的一部分，具有成本低、數(shù)據(jù)共享快、高效、可靠的特點。因此，為了實現(xiàn)預期功能，要求對設(shè)備進行電氣系統(tǒng)和相關(guān)程序的設(shè)定，從而明確系統(tǒng)的整體設(shè)計。

4 在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國的配電網(wǎng)主要由農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)組成，農(nóng)村電網(wǎng)所采用的形式一般是架空線的方式，而城市電網(wǎng)所采用的形式是電纜網(wǎng)的形式。在以往的配電系統(tǒng)中沒有智能模組，所采用的電力一次設(shè)備主要有配電開關(guān)和配電變壓器，這些設(shè)備不具備自我控制、測量及通訊的能力，所以，在自控能力和自動通訊反饋能力方面都不到位，而電力一次智能化設(shè)備則很好地解決了這個問題，大大提高了配電系統(tǒng)的自控能力和自動通訊反饋能力。在一次設(shè)備上融合了二次測量、控制和通訊的功能，實現(xiàn)了配電終端與配電一次設(shè)備之間的結(jié)合，而且由于設(shè)備具有現(xiàn)場總線通訊的能力，所以，能夠大大拓展通訊的物質(zhì)連接，實現(xiàn)了復合調(diào)度。由此可見，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用電力一次設(shè)備智能化，在降低運營成本的同時，能夠有效保證配電網(wǎng)路的安全性。

5 結(jié)束語

綜上所述，在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，科學技術(shù)也在不斷發(fā)展，人們對生活的要求越來越高，企業(yè)生存和發(fā)展的壓力也越來越大。電力行業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的重要一部分，以電力一次設(shè)備智能化的發(fā)展為例，如何提高企業(yè)自身的價值，在激烈的市場競爭中脫穎而出，更好地為國民和社會提供服務(wù)是值得電力企業(yè)深入思考的問題。

［1］王暢.電氣自動化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用［J］.廣東科技，2011（18）.

［2］穆國華.淺談電力一次設(shè)備的選擇方法［J］.黑龍江科技信息，2010（02）.

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.050

2095－6835（2017）21－0050－02

〔編輯：張思楠〕