智能化低壓配電系統組成原理及典型應用
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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代的技術成果,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、現場監視器件和后臺監視器件、網絡I/O,實現對配電主回路和各分路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、電量等電參數的實時監測,對控制電器的分合進行控制和監視。同時,配合通信網絡和各種完善的遠程監控軟件,從而實現對低壓配電系統的“四遙”功能:(1)遙測:實時采集各種電參數,顯示和分析,并生成報表。(2)遙信:實時監視控制電器的運行狀態,提示故障和報警信息,記錄并打印。(3)遙控:控制相應電器動作,記錄操作的時間、類型和操作對象等。(4)遙調:對各智能模塊的運行參數值和故障報警保護值進行整定。
智能化低壓配電系統主要由以下幾個部分組成(見圖1)。
圖1 智能化低壓配電系統
(1)監控主機。監控主機通過通信及數據采集前端機獲得來自保護及監控智能裝置和現場智能裝置的信息,并下達控制指令,由保護及監控智能裝置和現場智能裝置實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設備通信并實現實時數據采集,以及同工廠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設備和系統的通信協議。
(3)現場智能裝置。現場智能裝置完成低壓開關的開關量采集(遙信)、模擬量采集(遙測)、開關操作(遙控)、開關保護、電動機保護等功能,以及電量采集和開關分合位置的開關量采集(遙信)等。
(4)通信網絡。它是系統中關鍵部分。它像整個監控系統的神經網一樣,系統各部分通過通信網絡連接,在保證可靠性和抗干擾能力的前提下,通信介質采用屏蔽雙絞線或光纖。
二、智能化低壓配電系統的主要特點
智能化低壓配電系統由低壓開關設備具有通信功能的智能化元件經數字通信與計算機系統網絡連接,實現變電站低壓開關設備運行管理的自動化、智能化。系統可實現數據的實時采集、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,而且現場條件復雜,系統本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產生的強電磁及諧波干擾等特點,智能化監控系統應能實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,形成網絡集成式全分布控制系統,以滿足系統運行的實時、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:電能質量監測、開關保護與控制及電動機控制等。由于現場總線技術的應用,系統中智能化元件可不依賴計算機網絡而獨立運行,極大地提高系統運行的實時性和可靠性,滿足低壓電器設備運行管理的需要及工廠生產過程控制的要求。
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