供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)研究

姜硯澤 徐進(jìn)

（南京國能環(huán)保工程有限公司 江蘇南京 211102）

供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)研究

姜硯澤 徐進(jìn)

（南京國能環(huán)保工程有限公司 江蘇南京 211102）

在我國供電系統(tǒng)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要設(shè)計(jì)方面是繼電保護(hù)和集中監(jiān)控變配電站，在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用作用日益明顯，對提高供電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平發(fā)揮了重要意義。電氣自動(dòng)化中牽引負(fù)荷的變化與非線性因素降低了無功補(bǔ)償效率，隨著電氣化的不斷推廣，系統(tǒng)的升降壓要求就越來越高。在電氣自動(dòng)化的具體應(yīng)用中不僅需要遵循相關(guān)原則，還需要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行無功補(bǔ)償，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性。

供電系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化技術(shù)；設(shè)計(jì)

1 電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)原則

1.1 選型原則

電氣自動(dòng)化在供電系統(tǒng)中應(yīng)該遵循相關(guān)原則，提高電氣自動(dòng)化的應(yīng)用效果。合理的自動(dòng)化設(shè)備是保證供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化有效應(yīng)用的基礎(chǔ)。電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)中藥遵循選型原則，從系統(tǒng)的監(jiān)控角度和遠(yuǎn)程調(diào)動(dòng)上進(jìn)行，注重設(shè)備的接線的方便性、性能的可靠性及其價(jià)格的合理性，方便后期的檢查維護(hù)。

1.2 應(yīng)用設(shè)計(jì)原則

供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用還需考慮到其應(yīng)用設(shè)計(jì)原則：①開關(guān)設(shè)計(jì)；②繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。供電系統(tǒng)中可能需要遠(yuǎn)程操作來控制系統(tǒng)的啟動(dòng)與關(guān)停，所以需要選用具有分合閘功能的智能型開關(guān)，方便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作功能。同時(shí)，系統(tǒng)的繼電保護(hù)中，需要綜合考慮變壓保護(hù)和機(jī)電裝置保護(hù)，才能保證其繼電保護(hù)裝置的作用最大化發(fā)揮。

1.3 無功補(bǔ)償

無功補(bǔ)償原理是將有容性的負(fù)荷裝置和感性功率的負(fù)荷裝置連接在一個(gè)電路中，在容性負(fù)荷裝置釋放能量，感性負(fù)荷裝置能夠吸收能量；而容性負(fù)荷裝置吸收能量時(shí)，感性負(fù)荷裝置必然在釋放能量，其能量在兩者之間相互轉(zhuǎn)換，感性負(fù)荷的功率可以在容性負(fù)荷中無功補(bǔ)償功率里得到補(bǔ)償，以至于形成了無功補(bǔ)償。其中又可以分為低壓集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償。

低壓分散補(bǔ)償是將電容器并聯(lián)裝設(shè)在用電負(fù)荷的周圍，以便擴(kuò)大其補(bǔ)償范圍，盡量無功補(bǔ)償在高壓線路上的功率。此時(shí)，也降低了在低壓線路例的無功功率，各種電氣設(shè)備的容量和導(dǎo)線截面也會相應(yīng)的降低，其電能損耗的減少。在分散補(bǔ)償或者補(bǔ)償容量較小的企業(yè)中采用這種方式比較合適。Qcc補(bǔ)償容量的計(jì)算方式如：

以具體的供電系統(tǒng)作為參考，最后選出適合的補(bǔ)償方式補(bǔ)償，如果企業(yè)是以電動(dòng)機(jī)作為主要的供電設(shè)備的，那么補(bǔ)償容量就不多，最適合的方式就是利用電容器投切類型來補(bǔ)償不足的容量。

另外一種補(bǔ)償方式為低壓集中補(bǔ)償，比較適合集中性的小型企業(yè)，屬于經(jīng)濟(jì)適用型的補(bǔ)償方式。它是將低壓電容器通過開關(guān)連接在配電變壓器的低壓母線側(cè)邊，其控制保護(hù)裝置就是無功補(bǔ)償?shù)耐肚醒b置，依據(jù)母線中的無功補(bǔ)償直接投切在控制電容器上，是一種簡單實(shí)惠的方式。

2 電氣自動(dòng)化在供電系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

2.1 電氣自動(dòng)化在供電系統(tǒng)中的集中監(jiān)控設(shè)計(jì)（如圖1）

供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢在于實(shí)際操作中，操作方式很簡單也方便了跨界，對控制站的防護(hù)度要求不高。相對而言，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡單。通常情況下，電氣自動(dòng)化的監(jiān)控系統(tǒng)是由處理器統(tǒng)一處理，所承擔(dān)的任務(wù)較為繁重，其集中處理的效果和速度會降低。系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在監(jiān)控之中，增加監(jiān)控對象可能降低系統(tǒng)主機(jī)冗余，并且其投資成本大大增加。此外，供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行還會受到長距電纜的干擾。相應(yīng)系統(tǒng)的斷路器和隔離刀閘閉鎖間的連接采用的是硬接線，輔助接點(diǎn)位置有一點(diǎn)偏差都會造成系統(tǒng)設(shè)備無法正常使用。

2.2 供電系統(tǒng)中外電纜與選擇電力監(jiān)控器

我國目前電站的外部電纜線通常是由兩個(gè)部分組成，220V的交流電纜和通信電纜。比較經(jīng)常用的有兩種類型，雙芯屏蔽絞線和屏蔽電纜。每一種通信纜線都需要選擇兩對，以保證正常使用和備用。電力監(jiān)控器的選擇主要考慮兩個(gè)方面的因素：①電力監(jiān)控器本身運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性；②電力監(jiān)控器的抵抗干擾能力。供電系統(tǒng)的電力監(jiān)控器根據(jù)電流類型選型，供電系統(tǒng)是直流電時(shí)，選擇直流屏為宜，方便系統(tǒng)的集中供電。供電系統(tǒng)低于10kV時(shí)，需要同時(shí)考慮設(shè)備的監(jiān)控功能和供電的集中性能。

電氣自動(dòng)化現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)中在電站系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用較多，為自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)控制提供發(fā)展機(jī)會。具有系統(tǒng)針對性的現(xiàn)場總線監(jiān)控技術(shù)能偶減少輸入輸出卡件，以這樣的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)安裝，能夠保證節(jié)約電纜成本的基礎(chǔ)上連接了自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

圖1 電氣自動(dòng)化的集中監(jiān)控流程圖

3 結(jié)束語

自動(dòng)化的集中監(jiān)控方式和電氣自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)場總線監(jiān)控方式成為供電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用解決相關(guān)問題的切入點(diǎn)。根據(jù)企業(yè)的具體情況，可以將仿真設(shè)計(jì)、人工智能和實(shí)時(shí)監(jiān)控等自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在配電網(wǎng)和變電站中，彌補(bǔ)供電系統(tǒng)原有的不足，調(diào)整了各種用電負(fù)荷的功率，選擇適合的無功補(bǔ)償方式，優(yōu)化供電系統(tǒng)，提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和綜合供電水平。

[1]陳柳嫦.電氣自動(dòng)化技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015，27：47～48.

[2]敖盼.供電系統(tǒng)中電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)探究[J].河南科技，2014，04：78.

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2016-8-2