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摘要:随着人们对能源利用高效率的不断追求,对智能、易用、便于定制的低压配电管理系统的需求逐渐成为市场趋势。特别是在全世界都兴起智能电网建设之后,能源利用率的提高成为一个广泛的研究课题。自动化的远程控制、实时而且直观的信息反馈、便于维护的系统和方便的报表功能等等智能化配电管理系统的需要已经成为众多客户的要求。基于此,本文首先叙述了现有低压配电系统产品的现状。根据系统对其各个模块的控制和通信的自动化程度的不同,本文把现有低压配电系统分为三大类进行叙述。同时研究分析了自动控制系统在低压配电系统中的具体应用,以供参考。
关键词:自动控制;低压配电系统;应用分析
1低压配电系统现状分析
根据系统控制和通信功能的不同自动化程度,当前市场上普遍应用的低压配电系统大致可以分成以下三类:(1)无现场总线、有本地控制和无远程控制的系统;(2)有现场总线、有本地控制和远程控制的系统;(3)有现场总线、有本地控制和远程控制、能够实现超远距离通信的系统。
第一类低压配电系统,其常见的硬件系统架构如图1所示。该系统主要由系统主机,控制箱和开关柜三部分组成。各个部分之间并没有数据总线联接。
图1第一类低压配电系统架构
系统主机负责进行开关量的数据收集和处理。同时也可以短距离控制相应的开关器件的工作状态。用户不需要走到开关柜前去对其执行相应的开关命令。该系统的主机一般是一台工控机。此系统中,控制箱和开关柜分离。控制箱中一般有开关量的采集模块和输出模块。这些模块也可以设计为测量和输出板卡方式,方便与工控机的接插安装。这些模块主要负责开关柜中器件的状态数据采集,并把这些数据发送给系统主机。开关柜中主要是各种开关器件和测量器件,如断路器、电能表等等。该系统的应用使得用户不用直接去操作现场的开关柜操作配电开关,而是可以通过相应的配电工控机控制软件来实现对现场配电开关的状态监控。同时,该系统没有定义相应的通信接口,与外界其他系统并无联系,是个独立的系统。控制箱与系统主机由于采用了RS232的通信接口方式限制了该系统的通信距离和系统的容量扩展能力。
第二类低压配电系统,其常见的硬件系统主要有系统主机,通信协议转换器和各个配电柜组成。系统主机负责数据的收集和处理以及远程控制命令的发出。通信协议转换器用来完成现场总线和系统主机之间的数据交换。现场总线的应用使得配电柜中可以加入带总线通信节点的智能化测量、控制和开关器件。同时,由于现场总线的应用,该系统的远程控制距离比第一类系统的要远(具体距离与采用的现场总线的类型相关),而且系统的扩容和升级也变得更简单。
第三类低压配电系统,其常见的硬件系统架构如图2所示。该类系统在第二种系统的基础上,为了解决超远程信息接入的问题,通过增加通用分组无线服务技术(GPRS)扩展功能模块来实现系统信息的远程推送。
图2第三类低压配电系统架构
该系统按功能划分可以分为三层:现场层,数据层和管理层。在该类系统中,通过现场总线,把数据采集器的数据转发给GPRS模块;GPRS模块通过无线网络把数据发送给服务器中心;监控中心通过因特网得到服务器中心的数据并进行处理和判断。然后把相应的信息通过该系统发生给系统责任人;或是把相应的命令发送到现场以便获取指定的信息。该系统在第二类系统的基础上,通过因特网和GPRS无线网络的应用,使得远程控制变得更加便利,远程通信的范围也更加广阔。与前两类的系统相比,该类系统的已经具备更高的智能化管理程度。
2电力自动控制系统在低压配电系统中的应用
低压配电系统在应用过程中,具有简单的操作方式和较高的安全性。电力自动控制在低压配电系统中应用时,要注重对其通信功能进行实现,能够利用通信采集模拟,实现对系统的有效监控。电力自动控制系统在应用过程中,能够对用户的相关数据信息进行存储,并通过对实时数据的有效优化,更好地实现对电网的控制。
2.1发挥工控机与电力测控装置的作用
电力自动控制系统在低压配电系统中应用时,要注重对通信信息进行有效地处理,能够完成对相关数据信息的搜集和存储工作,并通过相应的画面显示,实现对电力控制系统状态进行评估和分析。一般来说,工控机与电力测控装置在低压配电系统中应用时,需要利用三相回路实现低压配电系统的功能。这样一来,就需要对电力控制系统的耗电量以及控制功能进行较好地把握,从而使电力自动控制系统具有较高的可靠性和效率性。
2.2把握通信网络架构
电力自动控制系统在低压配电系统中的应用,要注重对通信网络架构进行较好的把握,能够以分层方式建立网络架构。这一过程中,将网络架构应用于抽屉式的开关柜的通信管理、总线集成器当中,保证网络架构能够与通信电源的现场总线进行有效结合,从而提升网络拓扑的结构,使其变得更加简便,并能够对通信质量进行较好的改善。一般来说,电力自动控制系统在应用过程中,主要采取了双绞线的连接方式,从而保证自动控制系统在应用过程中,能够对系统进行较好的安装和维护。在设置过程中,需要建立和出口相适应的自检继电器,使其能够与中央信号系统进行较好的连接,从而保证电力控制系统的控制功能得到有效的发挥。网络架构设计过程中,还需要考虑到IEC61850协议的应用。电力自动控制系统功能的发挥,尤其是在信号传输过程中,需要借助相应的网络协议。这样一来,就需要采取兼容性较好、维护较为方便的网络协议。对此,我们可以利用IEC61850网络协议,使之能够提升电力自动控制系统的数字化和智能化,保证其在低压配电系统中应用,发挥有效作用。
2.3合理选择LED显示屏和电源模块
在选择LED显示屏和电源模块过程中,要保证LED显示屏能够更好地适应电力自动控制系统的需要,使之在应用过程中,更好地发挥功能性作用。一般来说,LED显示屏和电源模块应用过程中,要注重利用柜内取电的方式,更好地提升系统可靠性和安全性。LED显示能够对系统实际情况进行有效地反应,维修人员通过对LED显示的内容进行查看,能够对系统存在的问题进行较好的发现。这样一来,可以保证系统在维修过程中,具有较高的效率性。
3低压配电自动控制技术的保障措施
低压配电自动控制系统是我国电力系统的一个提升,对我国的电力发展起到了重要的作用。然而低压配电自动控制系统一旦运行失调会严重影响发电厂低压供电网络,造成设备停运、损坏,影响电厂效益。为了解决这个问题,一方面要加快对自动系统的配电变压器的节能改造,选择科技含量高的设备,增加设备可靠性及运行稳定性。另外一方面,在操作上,系统操作员可以将该系统设置在电厂低压配电中心处,这样可以使运行操作员在远程操作上更加简便。同时在电厂低压供电网络布置上可以合理进行规划,从而减少低压分支线路与耗损,尽量的去缩短供电半径范围,避免了近电远送或者迂回供电的问题。从根本上降低损耗,进而保障电厂低压供电系统高效、节能、安全运行。
参考文献:
[1]李光辉,张培铭,李晋瑜.基于CAN总线的智能低压配电与控制系统设计.2001嵌入式系统及单片机国家学术交流会论文集,2001年,第四篇。
[2]白阳.试析电力自动控制在低压配电系统中的应用[J].电子技术与软件工程,2016,06:145.