智能化變配電系統簡(jiǎn)介

電力的供應對社會(huì )的生產(chǎn)、工作的正常進(jìn)行有著(zhù)非常重要的作用。傳統的低壓配電控制方式，主要是通過(guò)斷路器、接觸器、熱繼電器、熔斷器、控制繼電器、各種主令電器、互感器及各種電工儀表(電流表、電壓表、功率表、電能表等)組合成的低壓開(kāi)關(guān)控制柜來(lái)實(shí)現配電、控制、保護、監視等功能。這種傳統的開(kāi)關(guān)柜需要配有多種模擬指針儀表及繼電器;給生產(chǎn)、儲存、維修帶來(lái)極大不便，并且以人工直接操作為主，無(wú)法實(shí)現計算機智能管理，對于較為復雜的控制邏輯實(shí)現起來(lái)比較困難。

隨著(zhù)現代工業(yè)的發(fā)展，對電氣設備控制自動(dòng)化和智能化程度的要求越來(lái)越高，利用現代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將電力設備在正常及事故情況下的監測、保護、控制、電力計量同工廠(chǎng)集散控制系統DCS、PLC、企業(yè)資源計劃管理融合在一起，達到高層次、高透明度的良好管理，已成為一種必然趨勢和發(fā)展方向。在數字化的時(shí)代，INTERNET風(fēng)靡全球，也改變著(zhù)全世界。它正式宣布數字化網(wǎng)絡(luò )時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。這意味著(zhù)一切運行和經(jīng)營(yíng)管理方式均需數字化，并且必須與電腦、通信相融合。

從80年代末到90年代初，隨著(zhù)計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、抗干擾技術(shù)等新技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)的發(fā)展使得電力自動(dòng)化技術(shù)得到了空前發(fā)展。各大公司開(kāi)始把這些技術(shù)應用于配電系統，也就是所謂的把強電控制與微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)相結合，從而誕生了智能型開(kāi)關(guān)柜及相關(guān)產(chǎn)品，如德國西門(mén)子公司SIVACON系列，英國ALSTOM公司GALAXIS和TRIMLINE系列，ABB.gkcity.com target=_blank>ABB公司HONOR系列等。

目前，智能型開(kāi)關(guān)柜及智能配電系統在我國的應用已經(jīng)由起步階段進(jìn)入到成熟階段，尤其是2001年8月頒布的“低壓智能配電標準草案”更起到了推波助瀾的作用，智能型開(kāi)關(guān)柜革命性地改變了傳統開(kāi)關(guān)柜的概念;具有多功能、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、結構緊湊、易于維護等特點(diǎn)，它可以滿(mǎn)足電力工業(yè)未來(lái)的需求，具有預防/避免事故發(fā)生、強化企業(yè)內部能源考核、減少設備維護和檢修時(shí)間、實(shí)現數據資源共享等諸多優(yōu)點(diǎn)，為企事業(yè)單位的現代化管理提供了堅實(shí)、可靠的基礎，“一次投資，終身受益”，真正保證用戶(hù)的投資利益不受損害。

智能型開(kāi)關(guān)柜是在現有的以模擬儀表、繼電器為監測、控制設備的普通開(kāi)關(guān)柜基礎上，與新型的智能儀表(網(wǎng)絡(luò )電力儀表、智能配電監控/保護模塊等、網(wǎng)絡(luò )I/O)進(jìn)行配合，通過(guò)其網(wǎng)絡(luò )通訊接口與中央控制室的計算機系統聯(lián)網(wǎng)，從而可以實(shí)現對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、電度量等電參數進(jìn)行監測以及對斷路器的分合狀態(tài)、故障信息進(jìn)行監視，對斷路器的分合狀態(tài)進(jìn)行控制，配合各種完善的遠程監控軟件，從而實(shí)現“四遙”：

● 遙測：通過(guò)計算機實(shí)時(shí)對系統進(jìn)行電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率等進(jìn)行不斷的采集、分析、處理、記錄，顯示曲線(xiàn)、棒圖，自動(dòng)生成報表。

● 遙信：可以實(shí)時(shí)對開(kāi)關(guān)的運行狀態(tài)、保護動(dòng)作等開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監視，計算機實(shí)時(shí)顯示和自動(dòng)報警，并對各柜內開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、事故跳閘、過(guò)流、速斷、溫度等動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄、打印。

● 遙控：通過(guò)計算機屏幕選擇相應的站號、開(kāi)關(guān)號、合/分閘等信息，并在屏幕上將要選擇的開(kāi)關(guān)的狀態(tài)反饋回來(lái)，確認后執行，實(shí)時(shí)記錄操作的時(shí)間、類(lèi)型和開(kāi)關(guān)號等。

● 遙調：用于設定各種智能模塊的運行參數，既計算機根據屏幕操作指令或計算機根據對系統分析判斷結果，對智能模塊的設定值和故障保護值進(jìn)行遠程整定。

智能配電系統就是各種智能型開(kāi)關(guān)柜與計算機監控系統的組合應用，一般由若干面通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接的智能型或非智能型低壓開(kāi)關(guān)柜組成。其配置可根據具體工程的需要，既可配置成全智能型器件及監控裝置的開(kāi)關(guān)柜，又可配置成全部使用傳統電器元件及監控裝置的開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)也能混合配置。給用戶(hù)選用提供了較大的靈活性，以滿(mǎn)足不同層次的需要。

低壓開(kāi)關(guān)柜的監測功能技術(shù)要求：

低壓開(kāi)關(guān)柜監測量采取經(jīng)CT.gkcity.com target=_blank>CT或380V直接采樣經(jīng)計算獲得。其具體要求如下：

1. 對于380V電源進(jìn)線(xiàn)斷路器和380V分段斷路器的監測量：

(1) 地監測量：三相電流，開(kāi)關(guān)柜內應配置相應的A、B、C相外附電流互感器。對于380V電源進(jìn)線(xiàn)斷路器配電柜，還需監測380V(I)段和(II)段母線(xiàn)電壓。表計采用數字式儀表，精確度不低于0.5級(四位半)。

(2) 遙測量：對于380V電源進(jìn)線(xiàn)斷路器開(kāi)關(guān)柜，需遙測三相電流，有功功率，無(wú)功功率，380V(I)段或(II)段母線(xiàn)電壓、電壓不平衡度及電流/電壓的諧波分量(THD);對380V分段斷路器柜，遙測三相電流。其三相電流由外附三相CT.gkcity.com target=_blank>CT(或脫扣器內三相CT.gkcity.com target=_blank>CT)提供，母線(xiàn)電壓由380V直接提取。投標商應選擇相應的測量模塊實(shí)現以上遙測量的監測，投標時(shí)應提供測量模塊的型式和技術(shù)規范。測量模塊在引進(jìn)母線(xiàn)電壓時(shí)，應設有三相熔斷器保護。

2. 對于其他饋線(xiàn)斷路器柜(包括電容器柜和路燈饋線(xiàn)柜)，均遙測三相電流，

功率因數，有功電能;其三相電流由外附三相CT.gkcity.com target=_blank>CT(或脫扣器內三相CT.gkcity.com target=_blank>CT)提供。就地不再監測電量。電容器柜就地綜合測量?jì)x表均采用數字式儀表，精確度不低于0.5(四位半)，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率和功率因數。

3. 凡遙測量均通過(guò)RS485串行口以總線(xiàn)方式通訊至本站微機監控系統集成柜。

4. 電度計量：在路燈饋線(xiàn)供電回路，應根據路燈供電的具體接線(xiàn)，配置三相四線(xiàn)有功電度表，并在開(kāi)關(guān)柜上直接抄表，電度表不再送至微機監控系統。

5. 低壓開(kāi)關(guān)柜的監信功能技術(shù)要求

低壓開(kāi)關(guān)柜上均應設有紅、綠燈，以指示斷路器的跳、合閘位置信號，并有以下遙測量通過(guò)RS485串行口以總線(xiàn)方式通訊至本站微機監控系統集成柜。

6. 對于380V電源進(jìn)線(xiàn)斷路器和380V分段斷路器，其遙信量有：

(1) 斷路器合閘位置信號;

(2) 斷路器跳閘位置信號;

(3) 斷路器就地/遠方控制切換開(kāi)關(guān)“遠方位”信號;

(4) 斷路器控制電源消失及控制回路斷線(xiàn)信號;

(5) 斷路器脫扣器跳閘事故總信號(包括脫扣器因何原因而脫扣，如因短路短延時(shí)保護、短路長(cháng)延時(shí)保護、短路瞬動(dòng)保護動(dòng)作等而脫扣，脫扣器微處理器故障等);

(6) 備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作信號。

7. 對于380V電容器柜(由塑殼斷路器和接觸器構成)，其遙信量有：

(1) 電容器組投切的組數信號，即接觸器合、斷的位置信號;

(2) 接觸器控制電源消失及控制回路斷線(xiàn)信號;

(3) 斷路器合閘位置信號;

(4) 斷路器跳閘報警信號(為此，斷路器應裝設報警輔助接點(diǎn));

(5) 脫扣器微處理器故障信號。

8. 對于路燈饋線(xiàn)回路(由塑殼斷路器和接觸器構成)，其遙信量有：

(1)路燈投切信號，即接觸器合、斷的位置信號;

(2)接觸器控制電源消失及控制回路斷線(xiàn)信號;

(3)斷路器合閘位置信號;

(4)斷路器跳閘報警信號(為此，斷路器應裝設報警輔助接點(diǎn));

(5)脫扣器微處理器故障信號。

9.對于其他380V饋線(xiàn)回路，其遙信量有：

(1) 斷路器合閘位置信號;

(2) 斷路器跳閘報警信號(為此，斷路器應裝設報警輔助接點(diǎn));

(3) 對于裝設接地故障保護的斷路器，應設有接地故障保護動(dòng)作信號(信號引出方式可根據接地故障保護的方案來(lái)確定);

(4) 脫扣器微處理器故障信號。

10. 低壓開(kāi)關(guān)柜的通訊功能技術(shù)要求

根據斷路器的遙控、遙測、遙信等功能技術(shù)要求，每臺斷路器應配備通訊模塊，并以總線(xiàn)方式與本配電站的監控集成柜以RS485串行口接口方式通信，380V開(kāi)關(guān)柜上的模塊與監控集成柜間的通信規約應能滿(mǎn)足MODBUS RTU規約。