自動(dòng)化控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

李佳琴 王弢 胡敬偉 邵淵

【摘 要】本文闡述了低壓配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成，詳細(xì)分析了控制系統(tǒng)各組成部分的主要作用，列舉了低壓配電系統(tǒng)中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況，提出了優(yōu)化低壓配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平的幾項(xiàng)措施，為保證低壓配電系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行提供參考。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制；低壓配電系統(tǒng)；應(yīng)用

0引言

國內(nèi)的電力傳輸普遍采用低壓配電的傳輸形式，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電量的不斷增加，低壓配電系統(tǒng)不斷的引進(jìn)各種先進(jìn)配電設(shè)備，低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制成了配電系統(tǒng)高效運(yùn)行的必要保障。利用自動(dòng)化控制技術(shù)，隨時(shí)監(jiān)管電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，可有效防止低壓配電系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)營過程的智能化及自動(dòng)化管理，更好地保證低壓配電系統(tǒng)電力供應(yīng)質(zhì)量。

1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成分析

低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)、各種儀表及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來控制低壓配電系統(tǒng)內(nèi)工程設(shè)施的傳輸和調(diào)配，使變電站、饋線系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)及工控機(jī)之間協(xié)同運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低配電系統(tǒng)故障率，實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定配電。低壓配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)有分布式及分層兩種結(jié)構(gòu)，可使用串口通信方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接入，通過RS-485或DMCBUS接口與系統(tǒng)總線連接，將系統(tǒng)各模塊統(tǒng)一起來組成自動(dòng)化控制系統(tǒng)。各組成部分的主要作用為：

⑴工控機(jī)

工控機(jī)在電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)內(nèi)線路與設(shè)備的檢測與控制，具有實(shí)時(shí)性、可靠性、兼容性及可擴(kuò)充性的性能特點(diǎn)。通過對(duì)低壓配電系統(tǒng)重要信息的分析處理，在后臺(tái)完成對(duì)低壓配電系統(tǒng)的檢測、控制及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等工作。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面管理。工控機(jī)通過人機(jī)界面進(jìn)行畫面顯示，便于操作，使用遙信實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場詳細(xì)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)督管理，掌握配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的故障隱患，提高低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，工控機(jī)還有具有記錄打印功能，便于操作人員針對(duì)重要數(shù)據(jù)的掌握。

⑵數(shù)字式電力測控裝置

數(shù)字式電力測控裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)功率、電壓、電流、頻率及功率因數(shù)等重要參數(shù)的測量，對(duì)電力自動(dòng)控制系統(tǒng)開關(guān)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，將電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的耗電量控制在合理范圍內(nèi)。另外，數(shù)字式電力測控裝置可通過控制電力自動(dòng)控制系統(tǒng)繼電器，增加電力配電系統(tǒng)的安全性。

⑶通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

控制系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架采用分層分布式樹形構(gòu)架，通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架由RJ45信息插座連接器及SPTS雙絞線連接搭建，應(yīng)用于抽屜式開關(guān)柜的總線集線器及通信管理。通過與現(xiàn)場總線（自帶通信電源）的結(jié)合，簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高控制系統(tǒng)的通信質(zhì)量。

⑷兩級(jí)過負(fù)荷警告裝置

控制系統(tǒng)利用兩級(jí)過負(fù)荷警告裝置對(duì)電力自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制與保護(hù)。兩級(jí)過負(fù)荷警告裝置具有專用的自檢繼電器及告警出口，便于與中央信號(hào)系統(tǒng)或分散控制系統(tǒng)（DCS）進(jìn)行連接，保證系統(tǒng)控制裝置的有效運(yùn)行。

⑸IEC61850通訊協(xié)議

IEC61850通訊協(xié)議兼容性好、帶寬高，維護(hù)簡單，電力自動(dòng)控制系統(tǒng)采用IEC61850通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫搭建，協(xié)同控制系統(tǒng)內(nèi)的控制裝置、電力自動(dòng)化儀表及外部系統(tǒng)組成數(shù)字化變配電系統(tǒng)，有效的保護(hù)配電系統(tǒng)的安全，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。

⑹LED顯示屏

為了保證電力自動(dòng)控制系統(tǒng)重要數(shù)據(jù)顯示的可靠性，控制系統(tǒng)采用高品質(zhì)的LED顯示屏，具有更長的使用壽命，顯示屏在常亮?xí)r無須屏保，可以自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境溫度變化。

⑺開關(guān)電源模塊

開關(guān)電源模塊給控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電流，工作電源的輸入采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)，有過熱、過流及短路等保護(hù)功能，保證控制系統(tǒng)取電安全可靠。

2低壓配電電力自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

⑴檢測

電力自動(dòng)控制系統(tǒng)便于操作，安全系數(shù)高，抗環(huán)境干擾性好。通過信號(hào)采集模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的無線監(jiān)控與實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的有效檢測。通過監(jiān)控中心，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，并及時(shí)做出解決方案。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)可通過對(duì)數(shù)據(jù)的優(yōu)化，滿足用戶的不同要求。

⑵報(bào)警與控制

自動(dòng)控制系統(tǒng)具有對(duì)低壓配電系統(tǒng)的報(bào)警與控制等功能，有效的檢測并排除配電系統(tǒng)故障，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的就地控制與遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制時(shí)，借助遠(yuǎn)程控制保護(hù)器和斷路器維護(hù)及檢測低壓配電系統(tǒng)，工作人員可脫離現(xiàn)場進(jìn)行配電系統(tǒng)的維護(hù)工作，大大降低了維護(hù)人員的工作量，改善工作環(huán)境，提高了勞動(dòng)的安全性及勞動(dòng)效率

3提高低壓配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平的措施

⑴合理選擇配電系統(tǒng)材料及設(shè)備

選擇低壓配電系統(tǒng)材料和設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)挑選高品質(zhì)的合格產(chǎn)品。由于配電系統(tǒng)工況環(huán)境的特殊性，配電系統(tǒng)的材料及設(shè)備的穩(wěn)定性要求較高。選材時(shí)盡量選擇節(jié)能型材料，降低系統(tǒng)能耗。嘗試使用有安全證書的新型材料或高科技產(chǎn)品，提高配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)能耗。

⑵合理建設(shè)低壓配電系統(tǒng)

低壓配電系統(tǒng)建設(shè)的科學(xué)性與合理性直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行效率及故障率，在操作系統(tǒng)建設(shè)過程中，盡可能使操作系統(tǒng)操作簡單化，便于系統(tǒng)功能正常運(yùn)作，同時(shí)，為應(yīng)對(duì)系統(tǒng)突發(fā)問題的發(fā)生，系統(tǒng)設(shè)有專門的快捷處理渠道。設(shè)置操作系統(tǒng)時(shí)，為了方便遠(yuǎn)程操作的實(shí)現(xiàn)，盡量將其設(shè)置在電網(wǎng)中心處，操作人員可便捷地處理低壓配電系統(tǒng)故障問題。

⑶合理規(guī)劃電網(wǎng)

低壓配電系統(tǒng)建過程中，注意電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保其設(shè)計(jì)的合理性，盡量避免使用低壓分支線路，降低輸電線路損耗，提高線路電能供應(yīng)效率。電網(wǎng)的選址要充分考慮供電半徑的大小，盡量避免出現(xiàn)迂回供電或近電遠(yuǎn)送等不合理供電方式，供電半徑越小，線路能耗越小，電能的利用率越高，配電系統(tǒng)自動(dòng)化控制效果越好，

4結(jié)論

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要作用是保證低壓配電系統(tǒng)的高效、平穩(wěn)運(yùn)行。自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有預(yù)測機(jī)制，通過對(duì)低壓配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)問題，并快速解決故障，降低壓配電系統(tǒng)運(yùn)維成本，給電力企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾純賢.電力自動(dòng)控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2018（07）：194-195.

[2]易夢(mèng)雄.電力自動(dòng)控制在低壓配電系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].重慶電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2017，22（06）：33-35.

[3]周佺，胡慧.電力自動(dòng)控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用探析[J].黑龍江科技信息，2016（33）：28.

[4]白陽.試析電力自動(dòng)控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（06）：145.

作者簡介：

李佳琴（1991.06--）；性別：女，籍貫：浙江省寧波人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)；現(xiàn)有職稱：助理工程師；研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化；

（作者單位：國網(wǎng)浙江象山縣供電有限公司）