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智能配電裝置在電氣自動化系統(tǒng)中的應用
智能配電裝置是采用先進的計算機技術、微電子技術、電力電子控制技術以及網(wǎng)絡通信等技術設計制造，具有運行狀態(tài)和電量參數(shù)自動檢測、自動控制和自動故障應急處理能力、并具有網(wǎng)絡通信能力的高性能、高可靠性的低壓配電裝置。下面小編為各位同學準備好了關于智能配電裝置在電氣自動化系統(tǒng)中的應用的論文。
摘 要：本文探討了智能配電裝置能夠得到發(fā)展的原因，包括智能配電裝置的優(yōu)點和電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。并且深入地研究了智能配電裝置在電氣自動化系統(tǒng)(ECS)中的實際應用及效果。
關鍵詞：智能配電裝置 電氣自動化系統(tǒng) 應用
隨著發(fā)電機組向大容量、高參數(shù)方向的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)(ECS)的自動化水平愈顯重要。配電系統(tǒng)的性能在很大程度上保證了電網(wǎng)的正常運行、工業(yè)企業(yè)的連續(xù)供電及各種傳動裝置的可靠工作。隨著計算機與通信技術的飛速發(fā)展，配電系統(tǒng)的構(gòu)成己經(jīng)從開始的模擬元件發(fā)展到今天的數(shù)字化、自動化、智能化控制單位，配電系統(tǒng)本身也發(fā)展成為智能裝置組成的系統(tǒng)。這種智能化的配電裝置實現(xiàn)了信息的采集、處理、就地控制、信息的傳送與管理、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與優(yōu)化的功能。
一、智能配電裝置能夠發(fā)展的原因
本文認為智能配電裝置之所以能夠在ECS中取得好的應用效果，這與其自身優(yōu)勢和電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是密切相連的。
(一)智能配電裝置的優(yōu)點
1.自動化程度高。用計算機實現(xiàn)集中控制，使信息在計算機與設備間可以雙向傳輸。
2.安全性高。系統(tǒng)的操作只須通過鍵盤來改變設置，減少由于現(xiàn)場操作的不安全因素，也可對潛在事故進行預報警并及時處理。
3.工作效率高維護費用少。系統(tǒng)可集中將所需各設備的參數(shù)以報表與圖形的形式進行顯示和打印。由于現(xiàn)場控制設備具有自診斷與故障處理能力，并通過數(shù)字通信將相關的診斷維護信息送往控制室，以便早期分析故障原因，并快速排除，縮短了停工時間，同時由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、連線簡單而減少了維護工作量。
4.可靠性、準確性提高。由于現(xiàn)場設備的數(shù)字化，系統(tǒng)從根本上提高了測量和控制的精度。同時由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設備和連線減少，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。
5.元件的數(shù)量減少。由于系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場的智能(數(shù)字化)設備能直接執(zhí)行多種傳感控制、報警和計算功能，因而可減少變送器、調(diào)節(jié)單元及計算單元等。
6.所有系統(tǒng)元件都能十分方便地預實驗，從而縮短調(diào)試和投運時間。
(二)ECS的發(fā)展趨勢
在常用的電氣綜合自動化系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)以明顯的優(yōu)勢成為了目前最具發(fā)展前途的方式。現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)中智能設備就地安裝，通過網(wǎng)絡與主機相連，可以節(jié)約大量控制電纜，還能減少很多變送器、隔離設備和機柜。另外，系統(tǒng)中各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡連接，網(wǎng)絡組態(tài)靈活，使整個系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統(tǒng)癱瘓。現(xiàn)場總線技術、網(wǎng)絡通訊技術和智能化設備是電氣綜合自動化系統(tǒng)的核心，智能化設備的選擇與可靠故障判別是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵。
正是由于智能配電裝置具有的這些優(yōu)點和ECS的智能化發(fā)展趨勢，才導致了智能配電裝置能夠發(fā)展。
二、智能配電裝置在電氣自動化系統(tǒng)(ECS)中的實際應用及效果
本文認為智能配電裝置在電氣自動化系統(tǒng)(ECS)中的實際應用及效果包括以下4個大的方面：
(一)帶來了自動計量管理增強了ESC的實時監(jiān)測
自動計量管理能緩和需求增長和減少竊電。智能儀表裝在家庭或商業(yè)區(qū)，通過用智能儀表收集不同時間的電力消費數(shù)據(jù)，幫助實現(xiàn)分時計價，鼓勵消費者在高峰時間少用電能。分時電價受到各國政府的歡迎，因為它有助于減少高峰需求增長，推遲配電網(wǎng)絡改造，保持電價穩(wěn)定。另外，安裝在配電網(wǎng)絡上的智能儀表也能幫助供電企業(yè)確定竊電位置，從而減少企業(yè)損失。通過鼓勵避峰消費，還能幫助平衡配電網(wǎng)絡負載。
(二)資產(chǎn)的遠程監(jiān)視與控制提高了ESC服務水平
資產(chǎn)的遠程監(jiān)視與控制能夠延長關鍵配電網(wǎng)絡資產(chǎn)壽命和通過故障預測改善客戶服務。傳統(tǒng)的遙測網(wǎng)依賴于點對點的通信系統(tǒng)，設置在配電網(wǎng)絡的故障指示器和開關連接到中央控制室，為了發(fā)送和接收信息，每個設備需要建立專門的通道許多設備完全不連接，大量的計量設備由現(xiàn)場工作人員人工讀取，配電網(wǎng)絡管理基于受限和時延的信息。設備投資基于年限和設備人工檢查，運行人員通常在用戶投訴時才發(fā)現(xiàn)故障。
智能配電網(wǎng)的遙測提供更實時的狀態(tài)檢測，它廢除了點對點的通信而支持標準的分組網(wǎng)絡。簡單的故障指示器被先進的狀態(tài)傳感器替代，能提供詳細的設備狀態(tài)信息，幫助運行人員確定設備何時將出現(xiàn)故障。智能配電網(wǎng)絡不僅提供數(shù)據(jù)預測和幫助防止故障，而且也提供事故追憶。能夠使控制中心準確地向故障所處位置派遣工程師。遠程傳感器能夠監(jiān)測配電網(wǎng)絡運行和配電網(wǎng)絡容量是否一致，當元件開始超出優(yōu)化范圍時可及時給運行人員警示。傳感器能在配電網(wǎng)絡開始發(fā)生局部故障時探測發(fā)現(xiàn)問題，
(三)基于IP的SCADA與無線通信技術提高了ESC的運作效率
配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控(SCADA)對象來自廣大地域的配電線路、一次設備以及配電終端，它們大多運行在溫度變化劇烈、環(huán)境污染、電磁干擾、存在外力破壞可能性的惡劣環(huán)境中，因此要求它們及連接它們的通信系統(tǒng)具有很高的可靠性。利用基于IP的SCADA，能削減通信成本，并提供一個健壯的、容錯的體系結(jié)構(gòu)，容易大規(guī)�？缤ㄐ啪W(wǎng)絡支持傳感器、智能儀表和遠程個人數(shù)字助理(PDA,PersonalDigitalAssistant)的使用,超越原有通信基礎設施的限制。基于IP的SCADA以標準互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議替代成本密集的專用SCADA系統(tǒng)。這種變化將從依賴設備生產(chǎn)廠商的私人通信協(xié)議中解放出來(轉(zhuǎn)換時可保留現(xiàn)有設備)，并提供更高的通信網(wǎng)絡容錯。
無線通信技術不僅作為基于IP的SCADA系統(tǒng)的一部分得到蓬勃發(fā)展，同時,裝備PDA和數(shù)字地圖的工作組隨時掌握由中央控制中心傳來的信息，便于實現(xiàn)移動作業(yè)管理，有助于提高維護、修理速度和正確性,改善客戶服務和樹立企業(yè)良好形象。
(四)提高了ESC的元件壽命、網(wǎng)絡優(yōu)化運行效率
先進的配電網(wǎng)絡裝置在提高ESC元件壽命分析、ESC優(yōu)化和ESC運行分析3個方面都有非常大的作用。
1.ESC元件壽命
有助于確定ESC元件何時被更新和當它們發(fā)生故障時如何維護。ESC元件(如變壓器絕緣)伴隨使用惡化，因相似的設備以相似的形式發(fā)生故障，通過數(shù)據(jù)挖掘，它們的壽命能基于歷史使用模式進行分析,實現(xiàn)狀態(tài)評估。
2.ESC網(wǎng)絡設計優(yōu)化
能降低ESC網(wǎng)絡的運行成本和減少資金支出。沒有來自智能ESC的詳細信息，供電企業(yè)必須通過大面積改造ESC，以應對負荷增長的需求(假設每個用戶都是大用戶)。從另一方面說，單獨用戶負荷模式的分析，能夠使供電企業(yè)避免在事實上不需要改造的地方改造線路。
3.ESC運行分析
能改善ESC網(wǎng)絡的可靠性。通過實時監(jiān)測伴隨的故障電流，運行人員通過配電網(wǎng)絡分解和開關轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和運行方式的改變，以減少網(wǎng)損，增加系統(tǒng)安全性。
參考文獻：
[1]孫增沂.智能控制理論與技術.清華大學出版社，1996.
[2]張軍，李楠.淺談電氣控制系統(tǒng)(ECS)的應用和發(fā)展.自動化博覽，2004，21(6)：66-69.
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