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智能化低壓配電係統組成原理及典型應用!

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智能化低壓配電係統組成原理及典型應用!

發布日期:2016-09-02 00:00 來源:http://www.hrbwdqx.com 點擊:

低壓節能控製係統之智能化低壓配電係統組成原理及典型應用!


傳統的低壓配電控製方式,主要是通過斷路器、接觸器、熔斷器、控製繼電器、互感器及各種模擬指針儀表(電流表、電壓表、功率表、電能表)等組合成的低壓開關控製櫃來實現配電的控製、保護、監視等功能。這種傳統的開關櫃以人工直接操作為主,低壓節能控製係統如要進行計算機智能管理,則需采用電量變送器及微處理器或來實現。由於大量采用電量變送器,存在成本高、接線複雜、功能簡單、精度低和可靠性差等缺點。現代工業技術的發展對低壓配電係統運行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,而微處理器技術的廣泛應用及計算機係統可靠性的大幅度提高,使智能化低壓電器元件得到快速發展,智能化低壓電氣管理係統應運而生。

  一、係統的基本組成原理

  智能化低壓配電係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、繼電器等為控製基礎,結合新型的智能電力儀表、監控模塊、現場監視器件和後台監視器件、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,對控製電器的分合進行控製和監視。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係統的“四遙”功能:(1)遙測:實時采集各種電參數,顯示和分析,並生成報表。(2)遙信:實時監視控製電器的運行狀態,提示故障和報警信息,記錄並打印。(3)遙控:控製相應電器動作,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。

  

  (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,並下達控製指令,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。低壓節能控製係統監控主機完成圖形監視、報表生成、曲線分析、係統管理等功能。

  (2)通信及數據采集前端機。通信及數據采集前端機用於與底層現場設備通信並實現實時數據采集,以及同工廠DCS係統的接口。通信及數據采集前端機兼容工程所涉及的有關設備和係統的通信協議。

  (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。它是係統中關鍵部分。它像整個監控係統的神經網一樣,係統各部分通過通信網絡連接,在保證可靠性和抗幹擾能力的前提下,通信介質采用屏蔽雙絞線或光纖。

  二、智能化低壓配電係統的主要特點

  智能化低壓配電係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係統網絡連接,實現變電站低壓開關設備運行管理的自動化、智能化。係統可實現數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控製、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。針對低壓電氣係統直接麵向控製終端,設備多、分布廣,而且現場條件複雜,係統本身及設備頻繁操作、故障脫扣等產生的強電磁及諧波幹擾等特點,智能化監控係統應能實現麵向對象的操作模式,具有強抗幹擾能力,主要控製功能由設備層智能化元件完成,形成網絡集成式全分布控製係統,以滿足係統運行的實時、快速及可靠性的要求。係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、開關保護與控製及電動機控製等。由於現場總線技術的應用,係統中智能化元件可不依賴計算機網絡而獨立運行,極大地提高係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製的要求。

  (1)智能化。低壓配電係統由低壓配電開關配以具有通信功能的智能測控保護裝置比如網絡電力儀表 、微機無功補償控製裝置、微機電動機保護裝置等 

經數字通信與計算機係統網絡連接 ,實現配電站開關設備運行管理的 自動化、智能化。實施智能化配電係統可以有效地保障供電可靠性和供電品質 ,為連續性的 自動化生產提供保證 ,有利於合理安排生產計劃 ,優化負荷分配 ,節約電力成本以及檢修成本。相比傳統型配電係統 ,智能化配電係統具有以下優勢數字化 

這是智能測控保護裝置區別於傳統儀表的根本性標誌。由於采用了高速微處理器芯片以及高精度數模轉換芯片 ,現場的各種被測參量全部采用了數字化處理 ,因而在大大提高測量和保護精度、減少產品分散性的同時 ,也大大提高了實時性、穩定性和可靠性。

  (2)多功能化。智能測控保護裝置擺脫了傳統元件功能單一的弱點 ,集測量、控製、保護等多種功能於一體 ,完全取代了指針式電量表、變送器、信號燈、繼電器等常規元件 ,並大量減少了櫃內的二次接線 ,使得係統更加緊湊 ,安裝和調試省時 、快捷 、方便。

  (3)網絡化。智能測控保護裝置一般具備數字通信接口 ,通過網絡與計算機係統進行互聯 ,可在監控計算機上實現數據的實時采集、數據處理、數據存儲、數字通信、遠程操作與程序控製、低壓節能控製係統保護定值管理、事件記錄與報等、故障分析、各類報表及設備維護信息管理等多種功能 ,實現配電係統的無人值守和遠程監控 ,這也是傳統方式無法企及的重要功能。

  三、智能配電係統在某廣場的典型應用

  某廣場智能配電係統,有很多特殊需求:(1)由於配電櫃要求全封閉結構,要求元件集成程度高,最少的元件實現最多的功能。(2)要求實現低壓配電網絡的遙測(監視元件所在點的電流、電壓、功率、電量等參數,並且記錄故障信息)、遙信(監視開關的分合閘狀態以及撫掌狀態)、遙調(遠程對元件的保護參數進行調整)。(3)通信係統可靠,通信數據無障礙快速準確傳輸,預留無線通信接口,保留以後無線通信的要求。

  根據某廣場周圍的情況,所有的廣場照明控製景觀用電以及其他臨時用電等要求最高可靠性的供電,還需對所有的低壓配電設備進行監視。推薦使用集成測量和通信功能的NSXMCCB以及UC100通信元件以充分滿足高集成度的需求,減少開關櫃內的元件數量,大大節省開關櫃內元件的安裝體積某廣場的低壓配電係統智能網絡配置。


  由NSX構成的ATS電源切換係統,為配電箱裏所有的負載提供最可靠的電源保證。當主回路側電源失電時,電源切換係統迅速切換到備用電源側,由備用電源為負載供電,保證供電的連續性。

  智能配電箱中,所有的NSX MCCB采用Mi-crologic5係列的脫扣單元,NSX通過內置互感器技術可以提供精確的全參數的電力測量,大大減少了配電箱中測量表計的元件數量。NSX還可提供故障診斷和曆史記錄功能,清晰記錄下配電箱中各個負荷點的曆史運行情況,若出現故障,記錄故障出現的時間、故障電流的大小、故障的類型,幫助維護人員提供詳細的數據分析。

  UC100為智能配電箱提供可靠的數據傳輸通道,低壓節能控製係統並根據供電局的需求,定製通信功能。可以即時采集所有檢測數據包括電流、電壓、功率、頻率等數據以及斷路器的狀態,定期上傳電量、故障曆史記錄等信息;若出現故障,故障信息優先上傳另外,應為網絡的擴展升級預留無線通信接口。

  某智能配電箱的配置,合理利用了NSX高集成度的特性,實現了低壓配電網絡全麵的電能管理功能。

  四、總結

  隨著信息技術的不斷發展,以及企業對自動化和輸配電係統相結合的需求的增長,低壓配電係統的智能化設計順應了科學、合理地使用電力能源,節能降耗的時代潮流,是一種必然的發展趨勢。智能化低壓配電係統在我國正在向小型化、多功能方向發展,現場總線技術的不斷發展與應用將逐步提高智能化低壓電器產品在網絡上的兼容性和係統運行的可靠性。

  但智能化低壓配電係統的生產商眾多,係統的配置方式也不盡相同,但係統的功能應當是相同和相近的。工程設計者應當根據具體工程的設計特點提出係統詳細的技術參數和係統功能要求。在設計中需堅持標準化、先進性、兼容性和可擴展性的選用原則。


低壓節能控製係統

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