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智能化低壓配電系統組成原理及典型應用
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時(shí)間：2014-04-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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傳統的低壓配電控制方式,主要是通過(guò)斷路器、接觸器、熔斷器、控制繼電器、互感器及各種模擬指針儀表（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)現配電的控制、保護、監視等功能。這種傳統的開(kāi)關(guān)柜以人工直接操作為主,如要進(jìn)行計算機智能管理,則需采用電量變送器及微處理器或來(lái)實(shí)現。由于大量采用電量變送器,存在成本高、接線(xiàn)復雜、功能簡(jiǎn)單、精度低和可靠性差等缺點(diǎn)?，F代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對低壓配電系統運行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微處理器技術(shù)的廣泛應用及計算機系統可靠性的大幅度提高,使智能化低壓電器元件得到快速發(fā)展,智能化低壓電氣管理系統應運而生。
一、系統的基本組成原理
智能化低壓配電系統最大程度利用了數字時(shí)代的技術(shù)成果,它以現有的斷路器、接觸器、繼電器等為控制基礎,結合新型的智能電力儀表、監控模塊、現場(chǎng)監視器件和后臺監視器件、網(wǎng)絡(luò )I/O,實(shí)現對配電主回路和各分路的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、電量等電參數的實(shí)時(shí)監測,對控制電器的分合進(jìn)行控制和監視。同時(shí),配合通信網(wǎng)絡(luò )和各種完善的遠程監控軟件,從而實(shí)現對低壓配電系統的“四遙”功能:(1)遙測:實(shí)時(shí)采集各種電參數,顯示和分析,并生成報表。(2)遙信:實(shí)時(shí)監視控制電器的運行狀態(tài),提示故障和報警信息,記錄并打印。(3)遙控:控制相應電器動(dòng)作,記錄操作的時(shí)間、類(lèi)型和操作對象等。(4)遙調:對各智能模塊的運行參數值和故障報警保護值進(jìn)行整定。
智能化低壓配電系統主要由以下幾個(gè)部分組成(見(jiàn)圖1)。
圖1 智能化低壓配電系統
(1)監控主機。監控主機通過(guò)通信及數據采集前端機獲得來(lái)自保護及監控智能裝置和現場(chǎng)智能裝置的信息,并下達控制指令,由保護及監控智能裝置和現場(chǎng)智能裝置實(shí)現對變配電設備的保護和測控功能。監控主機完成圖形監視、報表生成、曲線(xiàn)分析、系統管理等功能。
(2)通信及數據采集前端機。通信及數據采集前端機用于與底層現場(chǎng)設備通信并實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集,以及同工廠(chǎng)DCS系統的接口。通信及數據采集前端機兼容工程所涉及的有關(guān)設備和系統的通信協(xié)議。
(3)現場(chǎng)智能裝置?，F場(chǎng)智能裝置完成低壓開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)量采集(遙信)、模擬量采集(遙測)、開(kāi)關(guān)操作(遙控)、開(kāi)關(guān)保護、電動(dòng)機保護等功能,以及電量采集和開(kāi)關(guān)分合位置的開(kāi)關(guān)量采集(遙信)等。
(4)通信網(wǎng)絡(luò )。它是系統中關(guān)鍵部分。它像整個(gè)監控系統的神經(jīng)網(wǎng)一樣,系統各部分通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )連接,在保證可靠性和抗干擾能力的前提下,通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(xiàn)或光纖。
二、智能化低壓配電系統的主要特點(diǎn)
智能化低壓配電系統由低壓開(kāi)關(guān)設備具有通信功能的智能化元件經(jīng)數字通信與計算機系統網(wǎng)絡(luò )連接,實(shí)現變電站低壓開(kāi)關(guān)設備運行管理的自動(dòng)化、智能化。系統可實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集、數字通信、遠程操作與程序控制、保護定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類(lèi)報表及設備維護信息管理等功能。針對低壓電氣系統直接面向控制終端,設備多、分布廣,而且現場(chǎng)條件復雜,系統本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產(chǎn)生的強電磁及諧波干擾等特點(diǎn),智能化監控系統應能實(shí)現面向對象的操作模式,具有強抗干擾能力,主要控制功能由設備層智能化元件完成,形成網(wǎng)絡(luò )集成式全分布控制系統,以滿(mǎn)足系統運行的實(shí)時(shí)、快速及可靠性的要求。系統中的低壓智能化元件就其功能而言總體上可分為:電能質(zhì)量監測、開(kāi)關(guān)保護與控制及電動(dòng)機控制等。由于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用,系統中智能化元件可不依賴(lài)計算機網(wǎng)絡(luò )而獨立運行,極大地提高系統運行的實(shí)時(shí)性和可靠性,滿(mǎn)足低壓電器設備運行管理的需要及工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程控制的要求。
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