智能化低压配电系统应用及发展

[摘 要]现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求，而微处理器技术的广泛应用及计算机系统可靠性的大幅度提高，使智能化低压电器元件得到快速发展，智能化低压电气管理系统应运而生。现有不少应用于低压的智能化监控系统基本上是在SCADA系统基础上进行修改，可以满足基本的监控功能，但不能充分体现低压电气系统的特点及要求。因此，开发并推出符合工业控制要求及具有高可靠性的智能化低压电器及其管理系统，成了低压电器产品制造商们持续提高其竞争力的迫切任务。

[关键词]智能化；低压配电系统；应用

中图分类号：TM721；TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0313-01

1 智能配电系统架构

构成智能配电系统的主要部分有主站、 通信系统、终端/子站等；其外部系统有企业资源管理系统、地理信息系统、负荷管理系统、上级调动自动化系统、配变监测与采集系统、营销管理系统、故障报修系统等。在电网结构中，采用配电智能化系统的主要功能是实现电网分析应用、配电SCADA，以及馈电自动化等。在配电智能化系统中，采用了较多的通信手段，为远方控制值、数据采集的实现提供了便利条件。以集中型和就地型馈线自动化，进一步完成了电网故障区段的快速切除和供电的自动恢复。智能配电系统和外部系统之间的联系由信息交换总线完成，并对配电信息进行整合，使业务流程进一步外延，保证配网模型建立的完整性，促进配电智能化系统应用功能的丰富和扩展，同时还能够支持用电营销、配电调度、运行、生产等业务的闭环管理。除此之外，还能够对分布式储能/电源/微电网等接入的扩展，并借助电网分析应用软件，实现智能用电系统、协同调度和上级电网之间互动，实现配电网系的经济运行分析和自愈控制。

2 智能化低压配电系统的特点

2.1 功能多样化

传统的低压配电系统存在保护装置单一的缺点，因此在新一代的智能化低压配电系统中大大改善了这一缺点，功能更是多样化，其中主要表现在对于装置的测量、保护等方面。这些功能的开发也淘汰了许多传统的元器件如：继电表、指针式电量表等。而它的优点更是不止这些，在系统的二次接线中也使得各个模块的连接更为紧密，保证了系统的安全运行与时速性。

2.2 智能式数字化处理

随着智能化低压配电系统的研发成功，让工业化自动生产的安全性大大提升，并且在供电方面更是保证了系统的供电安全性能与供电质量。由于系统本身具有很强的自我维护性这也就大大的节约电力与维修成本，对于企业来说更是不可多得的“财富”。智能化低压配电系统的一大飞跃也主要是体现在它实现了数字化处理，对于系统的微处理与数模转换器芯片等部分的处理，显然参数都进行了数字化处理，这样不仅将系统的测量精准度释放到最大化，而且将产品的分散度降至最低，这些优点进一步的保护了系统正常运行以及其稳定性。

2.3 网络连通

为保证与计算机之间的正常连接就需要在保护装置外预留一个用于数字通讯的接口，这样就能保证监控屏幕上能够正常显示装置对于信息的采集、处理等功能，智能化的好处也是在于程序一经设定就会自动运行，无需工作人员的看护、监察等，这些便易之处都是传统的配电装置所无法企及的。

3 智能化低压配电系统的典型应用

3.1 在某广场的典型应用

某广场的职能化低压配电系统的特殊要求是：配电柜采用全封闭结构，元件要具有高集成度；要实现电压配电网络的遥测、遥信以及遥调；通信系统要安全可靠，通信数据的传送要达到快速、准确，并且要预留出无线通信接口，为将来的无线通信的实现做准备。另外，根据该广场的环境，其所有的照明控制的用电和其他临时用电要求供电安全可靠，要对所有的低压配电设备进行监控。

根据以上要求，可以使用集成测量和通信功能的NSXMCCB和UC100通信元件，具有很高的集成度，开关柜内元件数少了很多。另外，使用NSX构成的ATS电源切换系统，该系统供电十分安全可靠，可以保证配电箱内负载的用电。并且该电源切换系统能够应对主回路测电源失电的情况，有备用电源侧可以顶替，因此保证了持续用电。在智能配电箱内的所有NSX MCCB使用的是Micrologic5系列的脱扣单元，NSX能够提供全参数的电力测量，并且还能对故障进行排查，对于配电箱中的各负荷点的历史运行情况都有详细记录，为维护和修理的工作人员大大减少了工作量。UC100可以实现智能配电箱的数据传输，并能根据供电局的需求来定制通信功能。对于一些有用的检测数据如电流、电压、功率等，和断路器的状态都可以即时进行采集，并可以将电量信息以及故障信息进行上传，其中故障信息会自动优先被上传。

3.2 在循环水泵站的典型应用

（1）首先配置进线柜和联络柜，选用的是PD194Z-2SY型的网络电力仪表，该表可以实现对电网中三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率和四象限电能进行高精度的测量并显示，还可以实现网络通信功能。除此之外，能对本地或远程的开关信号进行监测，并能对输出进行操控。（2）对于配线柜，选用PD194Z-9S9型的网络电力仪表，该表可以测量电量为三相电流和有功电能，还自带2路开关量输入和输出。（3）对于无功功率补偿柜，选用的是WGK-31-001型的微机无功补偿控制装置，能够对用户的负载进行监控，同时能实时地自动或手动投切补偿电容，从而使功率因数符合供电要求；此外，还有过流保护、过压保护和零序电流保护等功能，能够实现遥测、遥控，并能对单元运行的状态进行监测和控制。（4）对于MCC控制柜，选用WDH-31-100型微机电动机保护装置，能够对电动机发生的过载、过压、欠压、短路、堵D和缺相等情况进行保护，并能对电网的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率等进行高精度地测量和显示，能够对低压三相异步电动机起到保护作用。

3.3 在地铁中的典型应用

首先，降压变电所低压部分的智能系统应用，模式一主要运用了断路器、智能数字化仪表和PLC，能够对进线断路器、母联断路器和三级负荷总开关实现遥测、遥控和遥信操作，并且对变电所备用电源进行监控。模式二是在模式一的基础上增加了某些功能，比如能够遥测、遥信所有的馈出回路。模式二下的智能化低压配电系统的四部分组成分别为太网网关、智能开关、PLC控制器和智能化数字仪表，其中PLC可以对变电所进行智能监控。

对于环控电控低压部分的智能系统应用，模式一能够对电动机回路起到很好的保护作用，可以保证软起动和变频器的稳定性，另外还通过将断路器、交流接触器以及热继电器进行结合，并利用BAS系统来实现对其他馈出回路电机的保护和控制。模式二是在模式一的基础上进行了强化，比如对于馈出回路控制力更强，主要通过BAS系统和PLC的结合，实现通信控制器的独立，从而可以将采集到的数据进行一定的调整。

4 结语

由此可见，智能电网在我国实现和发展过程中，其中一个最重要的组成部分为智能配电系统的应用。采用智能配电系统能够解决电网构架薄弱、大量接入分布式发电、自动化水平低等对国家电网产生的负面影响、有限的电网运行控制水平，以及电网和用户之间互动能力受限的有效手段。然而，研究和发展电网自愈控制、AMI技术、分布式发电和智能微网技术、配电网快速模拟和仿真技术等，使我国实现电网智能化的发展得到了快速的推进。

参考文献

[1] 孙旭伟.智能化供配电系统工程设计[J].城市建设理论研究（电子版），2011（19）.