牛美英

摘要： 供配電系統(tǒng)在建筑工程的使用過程中發(fā)揮著極為重要的作用，而將自動化技術(shù)應(yīng)用到建筑供配電系統(tǒng)中，提高建筑供配電的自動化水平，是滿足現(xiàn)代社會發(fā)展對建筑供配電質(zhì)量要求的有效途徑，對建筑自動化供配電系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)展開探討。

Abstract： The power distribution system plays an extremely important role in the use of building engineering. And the application of automation technology to the building power supply and distribution system to improve the level of automation of building power supply and distribution is the effective way to meet the development of modern society. This paper discusses the design and implementation of building automated power distribution system.

關(guān)鍵詞： 自動化供配電；設(shè)計；建筑工程

Key words： automated power distribution；design；building engineering

中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0197-02

0 引言

電力自動化系統(tǒng)是一種基于先進(jìn)的運行理念，將現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)與供配電技術(shù)相結(jié)合的綜合化供配電管理系統(tǒng)。電力自動化系統(tǒng)主要借助計算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制電力設(shè)備，隨時關(guān)注設(shè)備的運行狀態(tài)，一來可以大幅度減少人工作業(yè)量，二來當(dāng)系統(tǒng)運行狀態(tài)異常時能夠第一時間發(fā)現(xiàn)問題并及時報修。另外，電力自動化系統(tǒng)也可以實時監(jiān)控電能質(zhì)量，其構(gòu)造靈活，監(jiān)測和控制功能多樣化，并且能夠按照操作員的設(shè)計穩(wěn)定可靠地運行。除此以外，系統(tǒng)功能可以按照技術(shù)人員的設(shè)計思路適當(dāng)拓展，支持人機(jī)交互，使用時方便簡捷。本文基于自動化供配電系統(tǒng)建設(shè)要求，對建筑工程自動化供配電系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用思路進(jìn)行深度解析，為該系統(tǒng)的普及提供可靠的技術(shù)材料。

1 建筑工程供配電自動化的總體要求

1.1 規(guī)范

自動化供配電電力設(shè)備制造企業(yè)必須按照國家、行業(yè)所設(shè)定的技術(shù)規(guī)程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計自動化供配電系統(tǒng)，根據(jù)國標(biāo)和行業(yè)規(guī)范設(shè)計接口規(guī)約，特殊通訊規(guī)約必須以文本形式提出具體要求。使用單位也應(yīng)該使用制造和服務(wù)比較規(guī)范的自動化供配電系統(tǒng)，并且在施工建設(shè)過程中必須通盤考慮直流系統(tǒng)和計量系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)劃。

1.2 分層布置

對于建筑設(shè)計，筆者建議使用分層分布式自動化供配電系統(tǒng)，該方法可以盡可能地使用現(xiàn)場總線等通信通道進(jìn)行建筑內(nèi)的數(shù)據(jù)交換，就地取材，方便簡捷。

1.3 靈活開放

供配電自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)平臺必須靈活多樣，以便于在后續(xù)的運行管理中更加便捷地拓展系統(tǒng)功能。也就是說，要求自動化供配電系統(tǒng)的功能和設(shè)計必須與建筑內(nèi)的其它控制系統(tǒng)有效集成。

1.4 保護(hù)功能相對獨立

保護(hù)功能是供配電系統(tǒng)最主要的功能之一。在自動化電力控制系統(tǒng)中，各項保護(hù)功能不能過度依賴通信網(wǎng)，而是保持各自的獨立性，備用電源自動投入裝置等電力控制設(shè)施也應(yīng)該設(shè)置專用的裝置，并且相對獨立，以確保各自能夠靈活地發(fā)揮各自的電力控制功能。

1.5 穩(wěn)定可靠

自動化供配電系統(tǒng)應(yīng)具備良好的抗干擾能力，并且必須保持穩(wěn)定可靠的運行狀態(tài)。建議在建筑施工中選用那些經(jīng)過國家檢測機(jī)構(gòu)認(rèn)證的、現(xiàn)場運行測試綜合得分較高的綜合化、自動化電力控制系統(tǒng)。

2 建筑工程自動化供配電系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的基本組成

自動化供配電系統(tǒng)采用基于雙以太網(wǎng)的分層分布式監(jiān)控模式。它包括監(jiān)控中心、間隔層和站級層。間隔層通過通信網(wǎng)絡(luò)直接連接一次設(shè)備，然后基于以太網(wǎng)對電能信息進(jìn)行收集，同時對相關(guān)信息進(jìn)行傳輸。連接著智能電子儀表經(jīng)總線的間隔層可以滿足站級層的通信需要，柴油發(fā)電機(jī)、變壓器、直流系統(tǒng)以及冷水機(jī)組起動柜直接與站級層通信。站級層設(shè)備為工業(yè)級MCU，站級層集中采集電力設(shè)備的運行參數(shù)以及在運行中發(fā)生的事件信息，然后將這些參數(shù)和信息傳輸至監(jiān)控中心的通信管理機(jī)中，并接收和執(zhí)行監(jiān)控主機(jī)的控制指令。

2.2 變電所自動化

建筑工程變電站綜合自動化系統(tǒng)主要分為集中式系統(tǒng)和分層分布式系統(tǒng)兩類。集中式系統(tǒng)（見圖1）是保護(hù)和監(jiān)控彼此獨立，各自有一套數(shù)據(jù)采樣、計算系統(tǒng)，通過通信網(wǎng)絡(luò)連接。分層分布式系統(tǒng)（見圖2）是按回路設(shè)計保護(hù)、監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等功能，各回路間通過網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)連接。

2.3 配電網(wǎng)自動化

配網(wǎng)自動化應(yīng)建立在信息化的基礎(chǔ)上，將配電系統(tǒng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護(hù)、控制以及用電和配電管理自動化。該系統(tǒng)的主體架構(gòu)如圖3所示。

配電 GIS 系統(tǒng)定位作為配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)所有信息的錄入及管理，同時該系統(tǒng)也是站外數(shù)據(jù)為唯一的錄入入口，能夠錄入和維護(hù)系統(tǒng)上站外饋線圖形、屬性及運行參數(shù)，利用相關(guān)數(shù)據(jù)配電 GIS可自動生成總的環(huán)網(wǎng)圖、接線圖、單線圖等，并且該系統(tǒng)還能夠?qū)⒄就怵伨€圖模GIS系統(tǒng)導(dǎo)入進(jìn)來，用來實現(xiàn)集中維護(hù)模型。由此，調(diào)度自動化主站具備多項功能，其中圖形模塊數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、實測數(shù)據(jù)參數(shù)、站外圖形等維護(hù)。endprint

為了兼容更多的數(shù)據(jù)和通信接口，便于更好的拓展接入新規(guī)約，要求配網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的支撐平臺實現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)一管理，同時具備完善科學(xué)的分層分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計和平臺模塊。此外，為了使系統(tǒng)可以被更多應(yīng)用調(diào)用，便于和其它系統(tǒng)的共享和管理，商用數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備開放的、標(biāo)準(zhǔn)SQL 語言接口。

利用終端設(shè)備和通信系統(tǒng)，配電網(wǎng)SCADA可將配電網(wǎng)的各項情況及時傳遞給主站，可在主站遠(yuǎn)程監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合一次網(wǎng)絡(luò)的實際情況，對符合采集要求的各部件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括開閉站、配電變壓器、環(huán)網(wǎng)柜、10kV線路柱上開關(guān)等，具體的采集信息內(nèi)容包括相關(guān)運行數(shù)據(jù)、保護(hù)動作信息及配電開關(guān)的狀態(tài)等。其中開閉站主要包括三項功能：一是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能；二是饋線自動化功能；二是SCADA監(jiān)控功能，即遙信、遙測、遙控功能。

經(jīng)使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的各項工作性能及其參數(shù)都無異常情況出現(xiàn)，能夠滿足當(dāng)前的實際工作需求，且未來五年內(nèi)配電網(wǎng)的需求都能夠得到有效滿足，因為該系統(tǒng)不會隨著配電線路數(shù)量的增加而性能下降，其能夠隨著配電網(wǎng)功能和規(guī)模的擴(kuò)展而自動的進(jìn)行線性無縫擴(kuò)充。

2.4 斷路器、接觸器的遙控操作

對于供配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)來說，要想充分發(fā)揮其作用，實時監(jiān)測是必要條件，而實時監(jiān)測離不開監(jiān)控系統(tǒng)的支撐，只有科學(xué)安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，才能實現(xiàn)對各部件的遙控操作，比如接觸器、斷路器等。為防止系統(tǒng)的正常及安全運行，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置了操作權(quán)限，只有被授予操作權(quán)限的作業(yè)人員才可操作該系統(tǒng)。并且系統(tǒng)支持變電站操作票自動生成功能，也就是說可以先利用后臺的監(jiān)控主機(jī)模擬監(jiān)控操作，經(jīng)系統(tǒng)確認(rèn)各種操作項目均無異常時能夠自動生成并打印操作票，現(xiàn)場人員對照該操作票，按照“選擇一返校一執(zhí)行”二級校驗?zāi)Ｊ秸讲僮鞅O(jiān)控功能。系統(tǒng)的每一次操作都會被記錄存盤。監(jiān)控系統(tǒng)具有實現(xiàn)硬件閉鎖、軟件防誤的功能，能夠最大限度地避免各類異常情況甚至是事故的出現(xiàn)。系統(tǒng)可自動對各個操作命令進(jìn)行分析及判斷，只有接收到正確的操作命令后系統(tǒng)才會按照操作命令行事，若系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)是誤操作，可自行閉鎖該項操作，并將異常情況提示給相關(guān)工作人員，保證各項操作的正確率。

3 供配電系統(tǒng)的維護(hù)

要想保證供配電系統(tǒng)的正常安全運行，維護(hù)工作是必不可少的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其內(nèi)容主要包括維護(hù)配電線路、維護(hù)供電設(shè)備、養(yǎng)護(hù)供電設(shè)備設(shè)施等。其中維護(hù)配電線路的具體內(nèi)容包括兩個方面，即維護(hù)電纜線路和維護(hù)架空線路；維護(hù)供電設(shè)備及設(shè)施的具體內(nèi)容包括兩個方面，即日常巡視維護(hù)和定期檢查保養(yǎng)。預(yù)防性的維護(hù)和巡視可在供電系統(tǒng)工作的情況下開展，其內(nèi)容主要是針對設(shè)備的外觀，進(jìn)行巡視、觀察、清掃、加油等工作，若在維護(hù)和巡視期間發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時報告給相關(guān)人員和部門，針對可能存在的設(shè)備問題及時開展對設(shè)備的分析檢測，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，可維修的安排維修，需更換的及時更換，確保所有作業(yè)中的設(shè)備處于正常狀態(tài)。

4 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，用電量與日俱增，無疑對供配電系統(tǒng)運行管理提出了更高的要求，面對這種形勢，電力自動化系統(tǒng)的應(yīng)用是大勢所趨，它不僅能夠提高供配電系統(tǒng)運行管理效率，還能夠提高電力的質(zhì)量，但電力自動化系統(tǒng)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用還不夠完善，應(yīng)采取措施加強(qiáng)電力自動化系統(tǒng)的管理，促進(jìn)供配電系統(tǒng)的發(fā)展。

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