電力自動控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

夏明麗

（安徽博微智能電氣有限公司，安徽 合肥 230088）

1 電力自動化控制系統(tǒng)構(gòu)成

當(dāng)前，電力自動化控制系統(tǒng)主要由工控機設(shè)備、數(shù)字式電力測控設(shè)備、多功能電力儀表設(shè)備、DMC-NP有源總線集結(jié)器、RS232轉(zhuǎn)RS-485模塊和6MOXA多串口卡設(shè)備6大模塊構(gòu)成，同時還設(shè)有SCADA-NT監(jiān)控系統(tǒng)、音箱設(shè)備以及報表打印機設(shè)備等。

1.1 工控機設(shè)備

工控機設(shè)備在電力自動化系統(tǒng)中占據(jù)著不可替代的作用。精準(zhǔn)處理信息后，實時測得數(shù)據(jù)后臺監(jiān)管與掌控——數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)測量、數(shù)據(jù)的妥善保存等；實現(xiàn)對記錄信息的打印與顯像，并在后臺完成對運行系統(tǒng)狀態(tài)的分析與評估；利用遙信功能實現(xiàn)對問題的早發(fā)現(xiàn)、早處理，有效降低了因事故造成停電的幾率；利用遙控技術(shù)科學(xué)調(diào)整負荷，優(yōu)化系統(tǒng)的運行過程[1]。

1.2 數(shù)字式電力測控設(shè)備

常用的數(shù)字式電力測控設(shè)備為DMC231型號，可以有效實施對低壓配電系統(tǒng)的監(jiān)測過程與后續(xù)管控，持續(xù)監(jiān)測電流與電壓、功率與功率因數(shù)、有功或無功電度參數(shù)，甚至實現(xiàn)了對開關(guān)量的整體監(jiān)測與控制；無論何種原因?qū)е碌膬杉壺摵沙d，系統(tǒng)可以自動報警；實現(xiàn)對繼電器出口的控制，并實現(xiàn)應(yīng)答通信功能，確保配電系統(tǒng)運行過程更具安全性、可靠性、經(jīng)濟性和高效性。

1.3 多功能電力儀表設(shè)備

該設(shè)備在自動控制系統(tǒng)中體現(xiàn)出超強功能，如實現(xiàn)了可編程測量功能、能夠進行數(shù)據(jù)顯示、實現(xiàn)數(shù)字通信功能、達成電能脈沖變送與輸出功能，并可以對電量實施測量，完成對電能計量過程、實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的顯示、完成數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集以及達成數(shù)據(jù)信息的高效傳輸，充分滿足了配網(wǎng)自動化的運行需求。在MODBUS-RTU通信協(xié)議的助力下，可實現(xiàn)多樣化數(shù)據(jù)信息的線路傳輸，并以字節(jié)位的方式進行傳輸，將所有測量參數(shù)妥善納入儀表內(nèi)的電量信息庫，利用儀表數(shù)字通信接口訪問數(shù)據(jù)信息，獲取數(shù)據(jù)信息。此外，可結(jié)合實際需求對儀表有針對地重置程序，實現(xiàn)配電系統(tǒng)中具有實際效能的參數(shù)與儀表參數(shù)高度一致。

1.4 DMC-NP有源總線集結(jié)器

該設(shè)備體現(xiàn)出通信電源補給功能，是基于DMC-N總線集結(jié)器實現(xiàn)的，可在DMCBUS現(xiàn)場且需要總線程遠距離傳輸時發(fā)揮巨大效能，或者運用于DMCBUS現(xiàn)場總線對接外部系統(tǒng)時，作用等同于通信電源。DMC-N總線集結(jié)器使用較頻繁的情況是輔助DMC系列產(chǎn)品實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的拓展，以“單元化”模式應(yīng)對低壓抽屜式開關(guān)柜內(nèi)全部DMC系列產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)連接問題，凸顯出該通信網(wǎng)絡(luò)多樣化優(yōu)勢——更靈活、更便捷、更可靠。

1.5 RS232轉(zhuǎn)RS-485模塊

串口通信是電力自動控制系統(tǒng)中常用的數(shù)據(jù)傳輸方法之一，主旨在于實現(xiàn)計算機間或計算機與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。新配電室中，低壓柜ABB開關(guān)最初使用的通信方式為RS232方式，但是當(dāng)該柜與自動化監(jiān)控中心的間距超過20 m后，原有的RS232通信方式無法滿足此距離的通信傳輸需求，需要接口轉(zhuǎn)換器進行輔助，完成串口與總線系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換。此時，需要接入RS232轉(zhuǎn)RS-485接口轉(zhuǎn)換器。

1.6 6MOXA多串口卡設(shè)備

6MOXA多串口卡設(shè)備屬于可分配多個串/并行端口，為終端設(shè)備的連接提供服務(wù)，而多數(shù)終端都屬于它的服務(wù)對象——將它與主機達成通信連接。當(dāng)計算機設(shè)備需要與多個外部設(shè)備連接時，可以利用多用戶卡實現(xiàn)，拓展計算機設(shè)備的串口或并口，因此將其形象地命名為串并口擴展卡。該設(shè)備的優(yōu)勢在于傳輸速率高，同時體現(xiàn)出極佳的穩(wěn)定性。除滿足電力行業(yè)需求外，它還被廣泛運用于銀行、金融、工控等諸多領(lǐng)域，屬于計算機多用戶通信控制系統(tǒng)不可或缺的硬件構(gòu)成部分。新配備的低壓柜SCADA-NT集成化監(jiān)控系統(tǒng)利用MOXA生產(chǎn)的RS-485/422通信四串口卡。MOXA多串口卡具有光電隔離保護效果，用于滿足自動控制設(shè)備的數(shù)據(jù)流供給。RS-485數(shù)據(jù)控制模式體現(xiàn)出靈活的可選性，便于操作，同時滿足了高速通信的需求，擺脫了傳統(tǒng)的通信束縛，實現(xiàn)了通信設(shè)備效能的最大化。

2 電力自動控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢

將電力自動控制技術(shù)運用于低壓配電系統(tǒng)，可以體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢，確保低壓配電系統(tǒng)可以更穩(wěn)定、更安全運行。

第一，電力自動控制系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出超強的電力故障分析能力，并提供精度極高的測量數(shù)據(jù)。換言之，當(dāng)運行的配電系統(tǒng)突發(fā)運行故障時，電力自動控制系統(tǒng)可以及時準(zhǔn)確地判斷出導(dǎo)致故障發(fā)生的問題根源和故障發(fā)生的位置，有效節(jié)省了故障排查時間，可及時恢復(fù)供電，保障了企業(yè)的經(jīng)濟效益。此外，電力自動控制系統(tǒng)還能精確測量出電壓、電流產(chǎn)生的不平衡率，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行提供了環(huán)境。

第二，構(gòu)建科學(xué)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。維持電力自動控制系統(tǒng)正常運行的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，通常會選用分層分樹的構(gòu)架模式，同時會將通信管理模塊運用于系統(tǒng)，最大限度地簡化系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)——拓撲結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。

第三，電力自動控制系統(tǒng)運用于低壓配電系統(tǒng)時，還能體現(xiàn)出超強的自檢能力。因為電力自動控制系統(tǒng)中設(shè)置了自檢系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)運行過程的有效控制與全方位保護，確保低壓配電系統(tǒng)的運行過程更穩(wěn)定、更安全。當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)在正常運行過程中偶發(fā)故障時，電力自動控制系統(tǒng)中的自檢系統(tǒng)會發(fā)出報警，并自行開始對低壓配線系統(tǒng)進行故障排查，并準(zhǔn)確提示導(dǎo)致故障發(fā)生的位置與數(shù)據(jù)分析。根據(jù)自動系統(tǒng)的提示，可以明顯縮短故障排查工作人員的故障排查時間，避免因不明故障原因而必須實施的全面故障排查過程，有效縮短了系統(tǒng)維修時間，節(jié)省了人力、物力的投入。

3 電力自動控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

電力自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)時，除確保系統(tǒng)運行安全的同時，還能實現(xiàn)簡潔的操作。此過程中需充分激活系統(tǒng)通信功能，實現(xiàn)高效的信息采集過程，以實現(xiàn)對配電系統(tǒng)運行過程的高效監(jiān)管。同時，應(yīng)注重數(shù)據(jù)監(jiān)督、數(shù)據(jù)測試、數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)儲存工作，最終實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的優(yōu)化和對低壓配電系統(tǒng)的管控。

3.1 發(fā)揮工控機、電力測控裝置的最大效能

電力自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)時，為實現(xiàn)控制系統(tǒng)效能的最大化，需要對通信信息實施科學(xué)分析和高效處理，確保系統(tǒng)運行中獲取和分析的數(shù)據(jù)信息具有實際意義，發(fā)揮工控機的最大效能。與此同時，可視化顯像數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行情況的可用評估。需要特別指出的是，在節(jié)約電能、確?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)定高效的過程中，應(yīng)科學(xué)監(jiān)測與管控低壓配電系統(tǒng)運行情況的電能消耗情況[2]。

3.2 通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)時，需要自動控制具備較高水準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架——分層形式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。此過程中，利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架實現(xiàn)對抽屜式開關(guān)柜的通信管理。同時，要求網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架與現(xiàn)場總線間建立連接，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，凸顯結(jié)構(gòu)簡捷性的同時，提升通信質(zhì)量。電力通信常用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 電力通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.3 配備LED顯示屏與電源模塊

電力自動控制運用于低電壓配電系統(tǒng)時，應(yīng)配備與之高度相符的LED顯示屏與電源模塊，這是助力自動控制系統(tǒng)功能高效發(fā)揮的基礎(chǔ)。所以，LED顯示屏與電源開關(guān)配備的要點在于，確保LED顯示屏可以與自動控制系統(tǒng)的運行高度契合，并實現(xiàn)自動控制模式。常規(guī)情況下，當(dāng)電力自動控制系統(tǒng)確保LED顯示屏、電源模塊正常運行時，會利用柜內(nèi)取電的模式為其運行提供動力。LED顯示屏智能的實時顯示功能，可以為工作人員的信息采集提供極大便利，及時發(fā)現(xiàn)問題、處理問題，提升故障維修效率。

4 電力自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)中的有力保障

通過論述可以發(fā)現(xiàn)，電力自動控制對低壓配電系統(tǒng)具有多維度效能，因此對它的有力保障必不可少。

4.1 擇優(yōu)選擇材料

電力自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)時，控制系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮離不開多方面的保障措施。其中，材料選擇屬于對其效能發(fā)揮的有力保障之一。在進行材料選擇時應(yīng)注重擇優(yōu)選擇原則，除考慮材料的合理性外，還應(yīng)考慮材料的自身性能，確保材料滿足電力自動化控制設(shè)備的運行，體現(xiàn)節(jié)能性，同時降低因材料不當(dāng)而引發(fā)設(shè)備損耗的幾率。此外，優(yōu)先選擇可用的新型材料，利用新型材料的優(yōu)勢實施對配電變電器的必要改造，實現(xiàn)降耗提效的目的。

4.2 操作系統(tǒng)的合理建設(shè)

操作系統(tǒng)的合理建設(shè)屬于有力保障之一，對電力系統(tǒng)的運行情況起到關(guān)鍵性作用。操作系統(tǒng)的合理建設(shè)以系統(tǒng)的操作便捷性為主旨，從而妥善處理低壓配電系統(tǒng)在運行過程中的突發(fā)問題。同時，出于遠程操作便利性的考慮，適合將操作系統(tǒng)設(shè)置于電網(wǎng)的中心位置。

4.3 對電網(wǎng)進行智能規(guī)劃

對電網(wǎng)的智能規(guī)劃同樣屬于確保低壓配電系統(tǒng)發(fā)揮工作效能的有力保障，在凸顯智能化的電網(wǎng)規(guī)劃中能夠高效運用低壓分支線路，明顯降低對其的使用數(shù)量，降低線路損耗問題的發(fā)生概率，有效提升電力傳輸效率。

5 結(jié) 論

綜上所述，電力自動控制運用于低壓配電系統(tǒng)過程，應(yīng)該基于實際需求出發(fā)，充分利用工控機、電力測控裝置的效能，設(shè)置科學(xué)的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，配備LED顯示屏與電源模塊，充分發(fā)揮電力自動控制在低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用效能，并從材料、操作系統(tǒng)、電網(wǎng)規(guī)劃3個視角論述了對該運行模式的有力保障，為電力行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。