智能配電裝置在電氣自動化系統中的應用

時間：2022-10-26 06:06:50 電氣自動化畢業論文我要投稿

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智能配電裝置在電氣自動化系統中的應用

　　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絡通信等技術設計制造，具有運行狀態和電量參數自動檢測、自動控制和自動故障應急處理能力、并具有網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展的原因，包括智能配電裝置的優點和電氣自動化系統的發展趨勢。并且深入地研究了智能配電裝置在電氣自動化系統(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　應用

　　隨著發電機組向大容量、高參數方向的發展，電氣控制系統(ECS)的自動化水平愈顯重要。配電系統的性能在很大程度上保證了電網的正常運行、工業企業的連續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展，配電系統的構成己經從開始的模擬元件發展到今天的數字化、自動化、智能化控制單位，配電系統本身也發展成為智能裝置組成的系統。這種智能化的配電裝置實現了信息的采集、處理、就地控制、信息的傳送與管理、系統的協調與優化的功能。

　　一、智能配電裝置能夠發展的原因

　　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，這與其自身優勢和電氣自動化系統的發展趨勢是密切相連的。

　　(一)智能配電裝置的優點

　　1.自動化程度高。用計算機實現集中控制，使信息在計算機與設備間可以雙向傳輸。

　　2.安全性高。系統的操作只須通過鍵盤來改變設置，減少由于現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。系統可集中將所需各設備的參數以報表與圖形的形式進行顯示和打印。由于現場控制設備具有自診斷與故障處理能力，并通過數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，同時由于系統結構簡化、連線簡單而減少了維護工作量。

　　4.可靠性、準確性提高。由于現場設備的數字化，系統從根本上提高了測量和控制的精度。同時由于系統的結構簡化，設備和連線減少，提高了系統工作的可靠性。

　　5.元件的數量減少。由于系統中分散在現場的智能(數字化)設備能直接執行多種傳感控制、報警和計算功能，因而可減少變送器、調節單元及計算單元等。

　　6.所有系統元件都能十分方便地預實驗，從而縮短調試和投運時間。

　　(二)ECS的發展趨勢

　　在常用的電氣綜合自動化系統拓撲結構中，現場總線結構以明顯的優勢成為了目前最具發展前途的方式。現場總線結構中智能設備就地安裝，通過網絡與主機相連，可以節約大量控制電纜，還能減少很多變送器、隔離設備和機柜。另外，系統中各裝置的功能相對獨立，裝置之間僅通過網絡連接，網絡組態靈活，使整個系統的可靠性大大提高，任一裝置故障僅影響相應的元件，不會導致系統癱瘓。現場總線技術、網絡通訊技術和智能化設備是電氣綜合自動化系統的核心，智能化設備的選擇與可靠故障判別是保證系統安全穩定運行的關鍵。

　　正是由于智能配電裝置具有的這些優點和ECS的智能化發展趨勢，才導致了智能配電裝置能夠發展。

　　二、智能配電裝置在電氣自動化系統(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(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區，通過用智能儀表收集不同時間的電力消費數據，幫助實現分時計價，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，推遲配電網絡改造，保持電價穩定。另外，安裝在配電網絡上的智能儀表也能幫助供電企業確定竊電位置，從而減少企業損失。通過鼓勵避峰消費，還能幫助平衡配電網絡負載。

　　(二)資產的遠程監視與控制提高了ESC服務水平

　　資產的遠程監視與控制能夠延長關鍵配電網絡資產壽命和通過故障預測改善客戶服務。傳統的遙測網依賴于點對點的通信系統，設置在配電網絡的故障指示器和開關連接到中央控制室，為了發送和接收信息，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場工作人員人工讀取，配電網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現故障。

　　智能配電網的遙測提供更實時的狀態檢測，它廢除了點對點的通信而支持標準的分組網絡。簡單的故障指示器被先進的狀態傳感器替代，能提供詳細的設備狀態信息，幫助運行人員確定設備何時將出現故障。智能配電網絡不僅提供數據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。遠程傳感器能夠監測配電網絡運行和配電網絡容量是否一致，當元件開始超出優化范圍時可及時給運行人員警示。傳感器能在配電網絡開始發生局部故障時探測發現問題，

　　(三)基于IP的SCADA與無線通信技術提高了ESC的運作效率

　　配電網的數據采集及監控(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、環境污染、電磁干擾、存在外力破壞可能性的惡劣環境中，因此要求它們及連接它們的通信系統具有很高的可靠性。利用基于IP的SCADA，能削減通信成本，并提供一個健壯的、容錯的體系結構，容易大規模跨通信網絡支持傳感器、智能儀表和遠程個人數字助理(PDA,PersonalDigitalAssistant)的使用,超越原有通信基礎設施的限制。基于IP的SCADA以標準互聯網通信協議替代成本密集的專用SCADA系統。這種變化將從依賴設備生產廠商的私人通信協議中解放出來(轉換時可保留現有設備)，并提供更高的通信網絡容錯。

　　無線通信技術不僅作為基于IP的SCADA系統的一部分得到蓬勃發展，同時,裝備PDA和數字地圖的工作組隨時掌握由中央控制中心傳來的信息，便于實現移動作業管理，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良好形象。

　　(四)提高了ESC的元件壽命、網絡優化運行效率

　　先進的配電網絡裝置在提高ESC元件壽命分析、ESC優化和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生故障，通過數據挖掘，它們的壽命能基于歷史使用模式進行分析,實現狀態評估。

　　2.ESC網絡設計優化

　　能降低ESC網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網絡的可靠性。通過實時監測伴隨的故障電流，運行人員通過配電網絡分解和開關轉換來實現故障區域的隔離和運行方式的改變，以減少網損，增加系統安全性。

　　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(ECS)的應用和發展.自動化博覽，2004，21(6)：66-69.