高低壓配電柜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制策略研究

史少江

【摘?要】高低壓配電柜是一種實(shí)現(xiàn)對(duì)電力和設(shè)備控制的裝置，它在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，充分發(fā)揮高低壓配電柜的功能，有利于工業(yè)的發(fā)展。通過自動(dòng)控制技術(shù)在高低壓配電柜中的應(yīng)用，有助于促進(jìn)其功能的發(fā)揮及提高其工作質(zhì)量與效率。本文詳細(xì)分析了高低壓配電柜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的策略。

【關(guān)鍵詞】高低壓配電柜;自動(dòng)控制;策略

高低壓配電柜是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的配電裝置，是工業(yè)生產(chǎn)中控制電力及設(shè)備的關(guān)鍵。一個(gè)功能好、質(zhì)量過關(guān)的高低壓配電柜，對(duì)工礦設(shè)備的控制效果有很大的積極作用。在工業(yè)生產(chǎn)中，高低壓配電柜是實(shí)現(xiàn)電力、設(shè)備控制的關(guān)鍵部件，高低壓配電柜的功能與質(zhì)量，直接決定了工礦設(shè)備的控制效果。所以如何提高低壓配電柜的控制功能就成為研究的重要內(nèi)容。因此，應(yīng)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)控制在高低壓配電柜中的重要作用，在高低壓配電柜中積極應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，以保證它的能正常運(yùn)行。

一、高低壓配電柜介紹

1、高壓配電柜。高壓配電柜對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電與電能轉(zhuǎn)換具備通斷、控制或保護(hù)的作用。通常，對(duì)于電壓等級(jí)處于3.6～550kV的電器產(chǎn)品，一般包含高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)與接地開關(guān)等類別。在輸變電設(shè)備制造行業(yè)中，高壓開關(guān)制造業(yè)具有關(guān)鍵性作用，可有效促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展。

2、低壓配電柜?，F(xiàn)在電網(wǎng)建設(shè)所用低壓配電柜主要包括兩種類型，一種為我國自主研發(fā)生產(chǎn)且通過3C認(rèn)證的低壓配電柜，如GCS低壓抽出式開關(guān)柜、CGD型交流低壓配電柜及GCK低壓抽出式開關(guān)柜等。另一種則是國外引進(jìn)的低壓配電柜，如MNS3低壓配電柜、Sivcon低壓配電柜等。

二、高低壓配電柜選擇原則

1、可靠性原則。高低壓配電柜作為電網(wǎng)建設(shè)重要基礎(chǔ)設(shè)備，為保證其選型滿足電網(wǎng)建設(shè)要求，在面對(duì)眾多產(chǎn)品類型時(shí)，需將實(shí)際運(yùn)行需求作為核心，選擇安全性、可靠性高的產(chǎn)品種類，保證能滿足實(shí)際運(yùn)行要求，減少因不滿足供電要求，而在后期運(yùn)行階段出現(xiàn)故障，加大維護(hù)難度，增加維護(hù)成本。

2、簡(jiǎn)單性原則。目前我國電網(wǎng)內(nèi)所用高壓配電柜均選擇配置傳統(tǒng)保護(hù)器，設(shè)備復(fù)雜性高，運(yùn)行維護(hù)與故障處理難度大，不僅容易出現(xiàn)運(yùn)行故障，并且故障處理所需時(shí)間長(zhǎng)，造成的影響嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)性效果較差。因此，在選擇高低壓配電柜時(shí)，需遵循簡(jiǎn)單性原則，在滿足設(shè)備基礎(chǔ)構(gòu)件安裝的基礎(chǔ)上，降低系統(tǒng)配置的復(fù)雜性。同時(shí)，為提高供電可靠性和穩(wěn)定性，應(yīng)保證所選高低壓配電柜手車柜抽出部分可直接安裝在小車內(nèi)，降低后期運(yùn)行維護(hù)難度，以提高設(shè)備運(yùn)行效果。

三、高低壓配電柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的必要性

1、高低壓配電柜的自動(dòng)控制，不僅能極大地提升電力系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行效果，還能加強(qiáng)高低壓配電柜的整體功能，促進(jìn)電力系統(tǒng)及設(shè)備的改進(jìn)完善，所以，實(shí)現(xiàn)高低壓配電柜的自動(dòng)控制，對(duì)整體系統(tǒng)的運(yùn)行及運(yùn)行質(zhì)量具有重要作用。

2、要想真正的滿足現(xiàn)代社會(huì)中高低壓配電柜系統(tǒng)運(yùn)行需求，必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制目標(biāo)，這是因在高低壓配電柜日常運(yùn)行過程中，不僅需滿足基本控制功能需求，還要滿足系統(tǒng)運(yùn)行過程中其他功能要求，以保證高低壓配電柜自動(dòng)化控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3、能保證系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，自動(dòng)化控制能在很大程度上減少人工干預(yù)，等于將失誤率有效控制，在運(yùn)行質(zhì)量方面得到有效保證，提高了生產(chǎn)力，因此，實(shí)現(xiàn)高低壓配電柜的自動(dòng)控制對(duì)提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量有重要意義。

四、高低壓配電柜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的策略

1、合理選擇控制器和各執(zhí)行元件。高低壓配電柜系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，必須要合理選擇控制器和各執(zhí)行元件，其中包括微機(jī)綜保、真空斷路器、過電壓保護(hù)器、多功能儀表、斷路器、繼電器、接觸器等元器件。

2、完善保護(hù)裝置CPU軟硬件設(shè)計(jì)。為了能更好的保證高低壓配電柜自動(dòng)控制的實(shí)際質(zhì)量，需完善CPU軟硬件設(shè)置，同時(shí)還要與高低壓配電柜的性質(zhì)特征有效結(jié)合，更好的提高CPU軟硬件設(shè)計(jì)工作，以保證高低壓配電柜自動(dòng)控制的質(zhì)量，為高低壓配電柜自動(dòng)控制提供完善的保護(hù)、測(cè)量、控制、備用電源源自投及通信監(jiān)視功能。

1）選擇合理的CPU型號(hào)。目前，最常見的AT89S52C控制器具有高性能及低功耗的優(yōu)良性質(zhì)，能編程Flash儲(chǔ)存器在8k系統(tǒng)上，同時(shí)應(yīng)用Atmel能避免發(fā)生數(shù)據(jù)丟失且具備較高的機(jī)密性，能完全兼容工業(yè)80C51產(chǎn)品引腳和指令。在選擇CPU型號(hào)過程中，除了確保其能和高低壓配電柜完美配合外，更要確保其能滿足高低壓配電柜功能的實(shí)際需要，發(fā)揮CPU的積極作用，從而實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量及自動(dòng)控制的效果，以全面實(shí)現(xiàn)高低壓配電柜自動(dòng)化控制。

2）合理完成CPU程序設(shè)計(jì)。Flash能編程在儲(chǔ)存器上，也能適用于編程器，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器，從而為眾多嵌入式控制提供有效靈活的解決方案。為促使CPU的順利工作，并且為高低壓配電柜提供良好的自動(dòng)控制環(huán)境，不僅要合理選擇CPU型號(hào)，更要合理完成CPU程序設(shè)計(jì)，確保其程序設(shè)計(jì)的有效性，從而通過程序設(shè)計(jì)加強(qiáng)高低壓配電柜的自動(dòng)控制效用。

3）確保CPU程序的正常運(yùn)行。在做好CPU軟硬件型號(hào)的選擇與CPU相關(guān)程序的設(shè)計(jì)工作后，系統(tǒng)便可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但在系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中，要想全面提升高低壓配電柜工作效率與質(zhì)量，避免不必要損失的出現(xiàn)，為生產(chǎn)運(yùn)作的順利進(jìn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障，這就要求確保CPU整體程序運(yùn)行過程中不存在任何差錯(cuò)，避免給企業(yè)發(fā)展帶來不良的影響。由此可知，在整體CPU軟硬件設(shè)計(jì)過程中，確保CPU程度的無誤運(yùn)行至關(guān)重要。

3、優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在進(jìn)行高低壓配電柜自動(dòng)控制的過程中，不僅要注重保護(hù)裝置CPU的選型、程序設(shè)計(jì)及程序運(yùn)轉(zhuǎn)工作，還要對(duì)計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以保證高低壓配電柜滿足在日常生產(chǎn)活動(dòng)中的各項(xiàng)需要，目前高低壓配電柜計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可從以下方面著手設(shè)計(jì)：

1）選擇合理的編程語言。通常采用VB對(duì)系統(tǒng)的上位機(jī)界面進(jìn)行編寫，相關(guān)操作人員可通過鼠標(biāo)在界面上的操作實(shí)現(xiàn)控制車間電源的通斷，通過執(zhí)行CPU輸送的數(shù)據(jù)在控制計(jì)算機(jī)上進(jìn)行接收，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，從而分析其數(shù)據(jù)通道的歸屬，進(jìn)而將其進(jìn)行重組，執(zhí)行CPU在發(fā)送三相電流值被接收時(shí)，通過博里葉分析與控制計(jì)算機(jī)，分析電網(wǎng)的電流畸變率，使用控制計(jì)算機(jī)處理其博里葉的復(fù)雜運(yùn)算，極大的降低了保護(hù)裝置CPU的運(yùn)算壓力，在一定程度上提高了CPU的控制能為，待控制計(jì)算機(jī)的復(fù)雜算法運(yùn)算完畢后，保護(hù)裝置CPU共享運(yùn)算結(jié)果。

2）對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。除要合理選擇編程語言外，為了保證自動(dòng)控制技術(shù)能在高低壓配電柜上得到全面應(yīng)用，應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。具體應(yīng)采用全面分析技術(shù)，認(rèn)真研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵控制點(diǎn)，同時(shí)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，在整個(gè)控制過程中采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高低壓配電柜的自動(dòng)控制。

高低壓配電柜系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，如果使用自動(dòng)控制將會(huì)極大的提高運(yùn)行效率，從而提高用電安全質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用過程中，要對(duì)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，還要對(duì)其控制上的缺點(diǎn)進(jìn)行規(guī)避，從而達(dá)到對(duì)高低壓配電柜自動(dòng)控制的良好效果。

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（作者單位：重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司）