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智能配電裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用
智能配電裝置是采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)設(shè)計(jì)制造，具有運(yùn)行狀態(tài)和電量參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制和自動(dòng)故障應(yīng)急處理能力、并具有網(wǎng)絡(luò)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(xué)準(zhǔn)備好了關(guān)于智能配電裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)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(diǎn)和電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。并且深入地研究了智能配電裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)(ECS)中的實(shí)際應(yīng)用及效果。
關(guān)鍵詞：智能配電裝置 電氣自動(dòng)化系統(tǒng) 應(yīng)用
隨著發(fā)電機(jī)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(dòng)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(yùn)行、工業(yè)企業(yè)的連續(xù)供電及各種傳動(dòng)裝置的可靠工作。隨著計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)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(dòng)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(shí)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(rèn)為智能配電裝置之所以能夠在ECS中取得好的應(yīng)用效果，這與其自身優(yōu)勢(shì)和電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是密切相連的。
(一)智能配電裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.自動(dòng)化程度高。用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)集中控制，使信息在計(jì)算機(jī)與設(shè)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?cè)O(shè)置，減少由于現(xiàn)場(chǎng)操作的不安全因素，也可對(duì)潛在事故進(jìn)行預(yù)報(bào)警并及時(shí)處理。
3.工作效率高維護(hù)費(fèi)用少。系統(tǒng)可集中將所需各設(shè)備的參數(shù)以報(bào)表與圖形的形式進(jìn)行顯示和打印。由于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與故障處理能力，并通過數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護(hù)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(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、連線簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量。
4.可靠性、準(zhǔn)確性提高。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)字化，系統(tǒng)從根本上提高了測(cè)量和控制的精度。同時(shí)由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，設(shè)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(chǎng)的智能(數(shù)字化)設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器、調(diào)節(jié)單元及計(jì)算單元等。
6.所有系統(tǒng)元件都能十分方便地預(yù)實(shí)驗(yàn)，從而縮短調(diào)試和投運(yùn)時(shí)間。
(二)ECS的發(fā)展趨勢(shì)
在常用的電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)以明顯的優(yōu)勢(shì)成為了目前最具發(fā)展前途的方式�，F(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)中智能設(shè)備就地安裝，通過網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)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(shè)備和機(jī)柜。另外，系統(tǒng)中各裝置的功能相對(duì)獨(dú)立，裝置之間僅通過網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)靈活，使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應(yīng)的元件，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和智能化設(shè)備是電氣綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，智能化設(shè)備的選擇與可靠故障判別是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
正是由于智能配電裝置具有的這些優(yōu)點(diǎn)和ECS的智能化發(fā)展趨勢(shì)，才導(dǎo)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(dòng)化系統(tǒng)(ECS)中的實(shí)際應(yīng)用及效果
本文認(rèn)為智能配電裝置在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)(ECS)中的實(shí)際應(yīng)用及效果包括以下4個(gè)大的方面：
(一)帶來了自動(dòng)計(jì)量管理增強(qiáng)了ESC的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
自動(dòng)計(jì)量管理能緩和需求增長(zhǎng)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(shí)間的電力消費(fèi)數(shù)據(jù)，幫助實(shí)現(xiàn)分時(shí)計(jì)價(jià)，鼓勵(lì)消費(fèi)者在高峰時(shí)間少用電能。分時(shí)電價(jià)受到各國(guó)政府的歡迎，因?yàn)樗兄跍p少高峰需求增長(zhǎng)，推遲配電網(wǎng)絡(luò)改造，保持電價(jià)穩(wěn)定。另外，安裝在配電網(wǎng)絡(luò)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(lì)避峰消費(fèi)，還能幫助平衡配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
(二)資產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制提高了ESC服務(wù)水平
資產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制能夠延長(zhǎng)關(guān)鍵配電網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)壽命和通過故障預(yù)測(cè)改善客戶服務(wù)。傳統(tǒng)的遙測(cè)網(wǎng)依賴于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信系統(tǒng)，設(shè)置在配電網(wǎng)絡(luò)的故障指示器和開關(guān)連接到中央控制室，為了發(fā)送和接收信息，每個(gè)設(shè)備需要建立專門的通道許多設(shè)備完全不連接，大量的計(jì)量設(shè)備由現(xiàn)場(chǎng)工作人員人工讀取，配電網(wǎng)絡(luò)管理基于受限和時(shí)延的信息。設(shè)備投資基于年限和設(shè)備人工檢查，運(yùn)行人員通常在用戶投訴時(shí)才發(fā)現(xiàn)故障。
智能配電網(wǎng)的遙測(cè)提供更實(shí)時(shí)的狀態(tài)檢測(cè)，它廢除了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信而支持標(biāo)準(zhǔn)的分組網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單的故障指示器被先進(jìn)的狀態(tài)傳感器替代，能提供詳細(xì)的設(shè)備狀態(tài)信息，幫助運(yùn)行人員確定設(shè)備何時(shí)將出現(xiàn)故障。智能配電網(wǎng)絡(luò)不僅提供數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和幫助防止故障，而且也提供事故追憶。能夠使控制中心準(zhǔn)確地向故障所處位置派遣工程師。遠(yuǎn)程傳感器能夠監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和配電網(wǎng)絡(luò)容量是否一致，當(dāng)元件開始超出優(yōu)化范圍時(shí)可及時(shí)給運(yùn)行人員警示。傳感器能在配電網(wǎng)絡(luò)開始發(fā)生局部故障時(shí)探測(cè)發(fā)現(xiàn)問題，
(三)基于IP的SCADA與無線通信技術(shù)提高了ESC的運(yùn)作效率
配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控(SCADA)對(duì)象來自廣大地域的配電線路、一次設(shè)備以及配電終端，它們大多運(yùn)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(gè)健壯的、容錯(cuò)的體系結(jié)構(gòu)，容易大規(guī)�？缤ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)支持傳感器、智能儀表和遠(yuǎn)程個(gè)人數(shù)字助理(PDA,PersonalDigitalAssistant)的使用,超越原有通信基礎(chǔ)設(shè)施的限制�；贗P的SCADA以標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備生產(chǎn)廠商的私人通信協(xié)議中解放出來(轉(zhuǎn)換時(shí)可保留現(xiàn)有設(shè)備)，并提供更高的通信網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)。
無線通信技術(shù)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(shí),裝備PDA和數(shù)字地圖的工作組隨時(shí)掌握由中央控制中心傳來的信息，便于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)作業(yè)管理，有助于提高維護(hù)、修理速度和正確性,改善客戶服務(wù)和樹立企業(yè)良好形象。
(四)提高了ESC的元件壽命、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運(yùn)行效率
先進(jìn)的配電網(wǎng)絡(luò)裝置在提高ESC元件壽命分析、ESC優(yōu)化和ESC運(yùn)行分析3個(gè)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(shí)被更新和當(dāng)它們發(fā)生故障時(shí)如何維護(hù)。ESC元件(如變壓器絕緣)伴隨使用惡化，因相似的設(shè)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(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評(píng)估。
2.ESC網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化
能降低ESC網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本和減少資金支出。沒有來自智能ESC的詳細(xì)信息，供電企業(yè)必須通過大面積改造ESC，以應(yīng)對(duì)負(fù)荷增長(zhǎng)的需求(假設(shè)每個(gè)用戶都是大用戶)。從另一方面說，單獨(dú)用戶負(fù)荷模式的分析，能夠使供電企業(yè)避免在事實(shí)上不需要改造的地方改造線路。
3.ESC運(yùn)行分析
能改善ESC網(wǎng)絡(luò)的可靠性。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)伴隨的故障電流，運(yùn)行人員通過配電網(wǎng)絡(luò)分解和開關(guān)轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離和運(yùn)行方式的改變，以減少網(wǎng)損，增加系統(tǒng)安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫增沂.智能控制理論與技術(shù).清華大學(xué)出版社，1996.
[2]張軍，李楠.淺談電氣控制系統(tǒng)(ECS)的應(yīng)用和發(fā)展.自動(dòng)化博覽，2004，21(6)：66-69.
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