智能化低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用

高晉晉

摘? ? 要：隨著人們的生活水平不斷提升，對電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的要求越來越高。為提升用戶體驗(yàn)滿意度，確保供電系統(tǒng)的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及高可靠性，低壓配電設(shè)備逐漸由傳統(tǒng)型向集成化、智能化轉(zhuǎn)變。2016年，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》文件發(fā)布，國家明確提出建設(shè)智能電網(wǎng)，促進(jìn)智能互聯(lián)，全面提升電力系統(tǒng)的智能化水平。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，越來越多的智能化電力設(shè)備投運(yùn)到供電系統(tǒng)中，低壓配電系統(tǒng)的智能控制技術(shù)得到較快的發(fā)展?；诖耍疚膶χ悄芑蛪号潆娤到y(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng);智能化;發(fā)展;應(yīng)用

1? 引言

低壓配電線路的路線較長且范圍很廣，布置較為復(fù)雜。實(shí)際運(yùn)行中，低壓配電線路易出現(xiàn)線路故障，而其故障受到多種因素影響，加之低壓配電線路直接連接用戶端，一旦低壓配電線路出現(xiàn)故障，將會給用戶用電帶來極大影響。

2? 低壓配電網(wǎng)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

傳統(tǒng)的低壓配網(wǎng)電力系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，以人工操作為主要形式，能夠完成對配電的監(jiān)視、保護(hù)及控制。該種控制方法在實(shí)際的應(yīng)用過程中展現(xiàn)出了誤操作、延時性等缺點(diǎn)，無法及時對故障進(jìn)行準(zhǔn)確及有效地處理，并且對低壓配網(wǎng)電力系統(tǒng)現(xiàn)場的要求也存在一定的局限性。由繼電器、接觸器和斷路器元件共同來構(gòu)成基礎(chǔ)元件，在對功率因數(shù)、無功功率、有功功率及電流等參數(shù)進(jìn)行控制，并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能夠直觀的了解到電氣設(shè)備的總體運(yùn)行狀態(tài)，為故障點(diǎn)提供可靠的信息支持，對電器動作加以控制，主要是運(yùn)用智能模塊對參數(shù)進(jìn)行設(shè)定及調(diào)整，并且在實(shí)際的應(yīng)用過程中，也展現(xiàn)出了遙信、遙測、遙調(diào)及遙控功能。

3? 智能低壓系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的特點(diǎn)

（1）開關(guān)柜的構(gòu)成智能開關(guān)柜顛覆傳統(tǒng)開關(guān)柜設(shè)備配置方式，以智能儀表、智能斷路器、智能馬達(dá)保護(hù)器、軟起動器及可編程邏輯控制器（programmablelogiccontroller，PLC）等智能器件組成的配電系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)以主令器件（普通指針儀表、斷路器、繼電器、接觸器、熔斷器、熱繼電器）組成的配電系統(tǒng)。（2）開關(guān)柜的操作和控制方式傳統(tǒng)的開關(guān)柜僅適合現(xiàn)場人為操作，全部由主令電器元件組成的傳統(tǒng)配電系統(tǒng)往往很復(fù)雜，使用的元器件多，布線復(fù)雜，日常操作、維修非常不方便;而智能開關(guān)柜由智能器件與斷路器、繼電器、PLC等組成配電系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)元器件少，智能元器件之間通過通信網(wǎng)絡(luò)連接，布線簡單，不僅能夠就地操作，還能遠(yuǎn)程監(jiān)控，如果裝上通用分組無線服務(wù)（generalpacketradioservice，GPRS）裝置，利用移動手機(jī)客戶端，用戶可以隨時隨地查看系統(tǒng)內(nèi)各個元器件的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)。（3）系統(tǒng)的智能電容補(bǔ)償利用智能配電系統(tǒng)配置智能電容補(bǔ)償控制柜，智能電容器與智能電容控制器組成完整的電容補(bǔ)償智能系統(tǒng)，可實(shí)時調(diào)節(jié)供電質(zhì)量，為供電系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電能。（4）人機(jī)界面與通信管理智能配電系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置一臺控制柜，控制柜內(nèi)安裝通信管理機(jī)與人機(jī)界面，人機(jī)界面與通信管理機(jī)相連，實(shí)時顯示系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。通信管理機(jī)下連整個供電系統(tǒng)上所有設(shè)備，上連集中控制室管理機(jī)，通過通信管理機(jī)可實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)四遙功能。

4? 低壓配網(wǎng)電力系統(tǒng)應(yīng)用的保障措施

4.1? 斷路故障防范及維護(hù)管理

斷路是低壓配電故障之一，對其運(yùn)行的穩(wěn)定安全具有重要影響。所以，布置線路時應(yīng)選用三相四線制，結(jié)合電流量實(shí)際，適度增加零線橫截面，增強(qiáng)零件的機(jī)械強(qiáng)度，以有效防止斷路故障。同時，加固處理零線接頭連接端子，確保其科學(xué)、穩(wěn)定地連接，防止出現(xiàn)零線斷路。當(dāng)然，要避免熔斷器與零線串聯(lián)，以防熔斷器發(fā)生熔斷而造成斷路。所用的熔斷器應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)格，并確保三相熔斷器的規(guī)格一致。連接接頭的選擇應(yīng)確保其連接效果，以保證低壓配電裝置運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。各類故障的防范及處理雖然能夠解決其帶來的危害，但最關(guān)鍵的是定期維護(hù)，及早發(fā)現(xiàn)故障隱患，將故障處理在“搖籃”中，從而避免故障或降低故障發(fā)生率。這需要電力管理部門強(qiáng)化維護(hù)管理，對低壓配電所有裝置及其運(yùn)行定期進(jìn)行細(xì)致檢查，以確保其長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。維護(hù)過程中，應(yīng)定期檢測絕緣設(shè)備、防雷設(shè)備等裝置，及時發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行中的安全隱患，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時有效處理。此外，需及時更換低壓配電系統(tǒng)的故障及老化設(shè)備，以防止發(fā)生故障，提升低壓配電運(yùn)行的效率。

4.2? 智能設(shè)備

智能設(shè)備是智能控制系統(tǒng)主要的組成部分，智能配電系統(tǒng)主要的智能設(shè)備除了PLC、觸摸屏、UPS外還有具有通信功能的智能儀表、智能監(jiān)控設(shè)備、智能顯示設(shè)備等;而配電系統(tǒng)應(yīng)用最多的智能設(shè)備是智能儀表。目前使用的智能儀表多是數(shù)顯式儀表，儀表不僅能夠顯示電流值、電壓值，還能夠顯示無功功率、有功功率、有功電度、無功電度、功率因數(shù)及電網(wǎng)頻率等信息。智能儀表帶有不同回路數(shù)的開關(guān)量輸入與繼電器輸出模塊，利用儀表的開關(guān)量輸入模塊，可以將斷路器的合分閘信號及故障信號接入儀表;將儀表的繼電器輸出模塊串入斷路器合分閘回路，可以實(shí)現(xiàn)對斷路器合分閘的遙控操作。智能儀表帶有一路或者多路通信端口，通過通信口與PLC系統(tǒng)連接，PLC可以遠(yuǎn)程讀取儀表內(nèi)電流值、電壓值、無功功率、有功功率、有功電度、無功電度、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率以及接入儀表開關(guān)量輸入模塊的斷路器運(yùn)行狀態(tài)等相關(guān)參數(shù)信息;同時PLC也可通過通信網(wǎng)絡(luò)控制儀表繼電器輸出的閉合與斷開來控制斷路器的合分閘。

4.3? 數(shù)字化日常巡檢——藍(lán)牙無線連接

通過藍(lán)牙無線連接的MasterpactMTZ低壓框架斷路器主要是以智能手機(jī)上的應(yīng)用程序作為數(shù)據(jù)讀取應(yīng)用，不僅可以將斷路器中的全部信息讀取，還能針對不同的電氣參數(shù)進(jìn)行分類讀取，特別是斷路器中的負(fù)載信息、報警信息，以及關(guān)鍵性的參數(shù)指令都能夠詳細(xì)獲取。藍(lán)牙無線連接在數(shù)字化日常巡檢過程中是以三種顏色進(jìn)行狀態(tài)提示，可以很明顯地將斷路器在正常工作情況下的運(yùn)行健康程度反映出來。如果MasterpactMTZ低壓框架斷路器發(fā)生跳閘或電路報警燈突發(fā)情況，也會被完全記錄，而且標(biāo)注時間線，保證斷路器可以時時被檢查全過程。工作人員在進(jìn)行日常檢查時亦可以查看保護(hù)設(shè)定值的合理性，工作人員在手機(jī)APP上就可以輸入權(quán)限密碼后進(jìn)行調(diào)整，而且所有修改過程和修改記錄都會作為一種管理信息被存儲，既能降低操作失誤，也為今后整體數(shù)據(jù)檢查做記錄。藍(lán)牙無線連接讓日常巡檢更加高效便捷，將智能手機(jī)APP中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)云平臺，可以快速形成巡檢報告，讓巡檢工作更加系統(tǒng)化、集成化。

4.4? PLC監(jiān)控系統(tǒng)

在智能配電系統(tǒng)內(nèi)，PLC作為配電系統(tǒng)主要的監(jiān)控裝置，通常要求安裝于配電室內(nèi)的控制柜內(nèi)，控制柜與其他配電柜安置在同一個配電室內(nèi)。PLC對配電室內(nèi)所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，主要包括完成備自投功能、通過采集各儀表或傳感器的電流、電壓、頻率及功率因數(shù)等數(shù)據(jù)掌握設(shè)備運(yùn)行和供電狀況、與人機(jī)界面配合處理并顯示系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)等。

5? 結(jié)束語

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在低壓配網(wǎng)電力系統(tǒng)中應(yīng)用是必然發(fā)展趨勢，完成了對低壓配電系統(tǒng)中全參數(shù)的有效測量，在高性能通信技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。因此，應(yīng)做好產(chǎn)品選擇，并應(yīng)用新的技術(shù)，對低壓配電網(wǎng)中的電能進(jìn)行全面管理，以便能夠達(dá)到低壓配電系統(tǒng)的節(jié)能降耗目的，使電力系統(tǒng)更為安全可靠。

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