智能化變配電系統(tǒng)簡介

電力的供應(yīng)對社會的生產(chǎn)、工作的正常進行有著非常重要的作用。傳統(tǒng)的低壓配電控制方式，主要是通過斷路器、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)組合成的低壓開關(guān)控制柜來實現(xiàn)配電、控制、保護、監(jiān)視等功能。這種傳統(tǒng)的開關(guān)柜需要配有多種模擬指針儀表及繼電器;給生產(chǎn)、儲存、維修帶來極大不便，并且以人工直接操作為主，無法實現(xiàn)計算機智能管理，對于較為復雜的控制邏輯實現(xiàn)起來比較困難。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對電氣設(shè)備控制自動化和智能化程度的要求越來越高，利用現(xiàn)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(shè)備在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、電力計量同工廠集散控制系統(tǒng)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(shù)字化的時代，INTERNET風靡全球，也改變著全世界。它正式宣布數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時代已經(jīng)來臨。這意味著一切運行和經(jīng)營管理方式均需數(shù)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)展使得電力自動化技術(shù)得到了空前發(fā)展。各大公司開始把這些技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)，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(jié)合，從而誕生了智能型開關(guān)柜及相關(guān)產(chǎn)品，如德國西門子公司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，智能型開關(guān)柜及智能配電系統(tǒng)在我國的應(yīng)用已經(jīng)由起步階段進入到成熟階段，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，智能型開關(guān)柜革命性地改變了傳統(tǒng)開關(guān)柜的概念;具有多功能、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、結(jié)構(gòu)緊湊、易于維護等特點，它可以滿足電力工業(yè)未來的需求，具有預(yù)防/避免事故發(fā)生、強化企業(yè)內(nèi)部能源考核、減少設(shè)備維護和檢修時間、實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享等諸多優(yōu)點，為企事業(yè)單位的現(xiàn)代化管理提供了堅實、可靠的基礎(chǔ)，“一次投資，終身受益”，真正保證用戶的投資利益不受損害。

智能型開關(guān)柜是在現(xiàn)有的以模擬儀表、繼電器為監(jiān)測、控制設(shè)備的普通開關(guān)柜基礎(chǔ)上，與新型的智能儀表(網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能配電監(jiān)控/保護模塊等、網(wǎng)絡(luò)I/O)進行配合，通過其網(wǎng)絡(luò)通訊接口與中央控制室的計算機系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而可以實現(xiàn)對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度量等電參數(shù)進行監(jiān)測以及對斷路器的分合狀態(tài)、故障信息進行監(jiān)視，對斷路器的分合狀態(tài)進行控制，配合各種完善的遠程監(jiān)控軟件，從而實現(xiàn)“四遙”：

● 遙測：通過計算機實時對系統(tǒng)進行電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等進行不斷的采集、分析、處理、記錄，顯示曲線、棒圖，自動生成報表。

● 遙信：可以實時對開關(guān)的運行狀態(tài)、保護動作等開關(guān)量進行監(jiān)視，計算機實時顯示和自動報警，并對各柜內(nèi)開關(guān)的狀態(tài)、事故跳閘、過流、速斷、溫度等動作進行實時記錄、打印。

● 遙控：通過計算機屏幕選擇相應(yīng)的站號、開關(guān)號、合/分閘等信息，并在屏幕上將要選擇的開關(guān)的狀態(tài)反饋回來，確認后執(zhí)行，實時記錄操作的時間、類型和開關(guān)號等。

● 遙調(diào)：用于設(shè)定各種智能模塊的運行參數(shù)，既計算機根據(jù)屏幕操作指令或計算機根據(jù)對系統(tǒng)分析判斷結(jié)果，對智能模塊的設(shè)定值和故障保護值進行遠程整定。

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

低壓開關(guān)柜的監(jiān)測功能技術(shù)要求：

低壓開關(guān)柜監(jiān)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電源進線斷路器和380V分段斷路器的監(jiān)測量：

(1) 地監(jiān)測量：三相電流，開關(guān)柜內(nèi)應(yīng)配置相應(yīng)的A、B、C相外附電流互感器。對于380V電源進線斷路器配電柜，還需監(jiān)測380V(I)段和(II)段母線電壓。表計采用數(shù)字式儀表，精確度不低于0.5級(四位半)。

(2) 遙測量：對于380V電源進線斷路器開關(guān)柜，需遙測三相電流，有功功率，無功功率，380V(I)段或(II)段母線電壓、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(nèi)三相CT.gkcity.com"" target=""_blank"">CT)提供，母線電壓由380V直接提取。投標商應(yīng)選擇相應(yīng)的測量模塊實現(xiàn)以上遙測量的監(jiān)測，投標時應(yīng)提供測量模塊的型式和技術(shù)規(guī)范。測量模塊在引進母線電壓時，應(yīng)設(shè)有三相熔斷器保護。

2. 對于其他饋線斷路器柜(包括電容器柜和路燈饋線柜)，均遙測三相電流，

功率因數(shù)，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(nèi)三相CT.gkcity.com"" target=""_blank"">CT)提供。就地不再監(jiān)測電量。電容器柜就地綜合測量儀表均采用數(shù)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、無功功率和功率因數(shù)。

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

4. 電度計量：在路燈饋線供電回路，應(yīng)根據(jù)路燈供電的具體接線，配置三相四線有功電度表，并在開關(guān)柜上直接抄表，電度表不再送至微機監(jiān)控系統(tǒng)。

5. 低壓開關(guān)柜的監(jiān)信功能技術(shù)要求

低壓開關(guān)柜上均應(yīng)設(shè)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RS485串行口以總線方式通訊至本站微機監(jiān)控系統(tǒng)集成柜。

6. 對于380V電源進線斷路器和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/遠方控制切換開關(guān)“遠方位”信號;

(4) 斷路器控制電源消失及控制回路斷線信號;

(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，如因短路短延時保護、短路長延時保護、短路瞬動保護動作等而脫扣，脫扣器微處理器故障等);

(6) 備用電源自動投入裝置動作信號。

7. 對于380V電容器柜(由塑殼斷路器和接觸器構(gòu)成)，其遙信量有：

(1) 電容器組投切的組數(shù)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(yīng)裝設(shè)報警輔助接點);

(5) 脫扣器微處理器故障信號。

8. 對于路燈饋線回路(由塑殼斷路器和接觸器構(gòu)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(yīng)裝設(shè)報警輔助接點);

(5)脫扣器微處理器故障信號。

9.對于其他380V饋線回路，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(yīng)裝設(shè)報警輔助接點);

(3) 對于裝設(shè)接地故障保護的斷路器，應(yīng)設(shè)有接地故障保護動作信號(信號引出方式可根據(jù)接地故障保護的方案來確定);

(4) 脫扣器微處理器故障信號。

10. 低壓開關(guān)柜的通訊功能技術(shù)要求

根據(jù)斷路器的遙控、遙測、遙信等功能技術(shù)要求，每臺斷路器應(yīng)配備通訊模塊，并以總線方式與本配電站的監(jiān)控集成柜以RS485串行口接口方式通信，380V開關(guān)柜上的模塊與監(jiān)控集成柜間的通信規(guī)約應(yīng)能滿足MODBUS RTU規(guī)約。