智能開(kāi)關(guān)柜與傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜

 

    傳統(tǒng)的配電控制方式，主要是通過(guò)斷路器、接觸器、熱繼電器、熔斷器、控制繼電器、各種主令電器、互感器及各種電工儀表（電流表、電壓表、功率表、電能表等）組合成的開(kāi)關(guān)控制柜來(lái)實(shí)現(xiàn)配電、控制、保護(hù)、監(jiān)視等功能。這種傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)柜需要配有多種模擬指針儀表及繼電器；給生產(chǎn)、儲(chǔ)存、維修帶來(lái)極大不便，并且以人工直接操作為主，無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能管理，對(duì)于較為復(fù)雜的控制邏輯實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。

 

    智能型開(kāi)關(guān)柜是在現(xiàn)有的以模擬儀表、繼電器為監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備的普通開(kāi)關(guān)柜基礎(chǔ)上，與新型的智能儀表（網(wǎng)絡(luò)電力儀、智能配電監(jiān)控/保護(hù)模塊等、網(wǎng)絡(luò)I/O）進(jìn)行配合，通過(guò)其網(wǎng)絡(luò)通訊接口與中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、電度量等電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及對(duì)斷路器的分合狀態(tài)、故障信息進(jìn)行監(jiān)視、對(duì)斷路器的分合狀態(tài)進(jìn)行控制，配合各種完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，從而實(shí)現(xiàn)“四遙”。

 

    1）遙測(cè)：通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄，顯示曲線、棒圖，自動(dòng)生成報(bào)表。

 

    2）遙信：可以實(shí)時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作等開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和自動(dòng)報(bào)警，并對(duì)各柜內(nèi)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)、事故跳閘、過(guò)流、速斷、溫度等動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄、打印。

 

    3）遙控：通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號(hào)、開(kāi)關(guān)號(hào)、合/分閘等信息，并在屏幕上將要選擇的開(kāi)關(guān)的狀態(tài)反饋回來(lái)，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時(shí)記錄操作的時(shí)間、類型和開(kāi)關(guān)號(hào)等。

 

    4）遙調(diào)：用于設(shè)定各種智能模塊的運(yùn)行參數(shù)，即計(jì)算機(jī)根據(jù)屏幕操作指令或計(jì)算機(jī)根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的分析判斷結(jié)果，對(duì)智能模塊的設(shè)定值和故障保護(hù)值進(jìn)行遠(yuǎn)程整定。

 

    智能型開(kāi)關(guān)柜革命性地改變了傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜的概念；具有多功能、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、結(jié)構(gòu)緊湊、易于維護(hù)等特點(diǎn)，它可以滿足電力工業(yè)未來(lái)的需求，具有預(yù)防/避免事故發(fā)生、強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部能源考核、減少設(shè)備維護(hù)和檢修時(shí)間、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享等諸多優(yōu)點(diǎn)，為企事業(yè)單位的現(xiàn)代化管理提供了堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ)，“一次投資，終身受益”，真正保證用戶的投資利益不受損害。

 

    智能配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)的比較

 

    智能配電系統(tǒng)就是各種智能型開(kāi)關(guān)柜與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組合應(yīng)用，是對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控、協(xié)調(diào)及控制的集成系統(tǒng)。是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在傳統(tǒng)配電電網(wǎng)監(jiān)視與控制的應(yīng)用。其內(nèi)容包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控（SCADA）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）和需方管理（DSM）幾部分。實(shí)踐表明，采用智能配電系統(tǒng)可以大大提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和效率，提高電能的供應(yīng)質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力，從而對(duì)用戶和電力公司均帶來(lái)可觀的收益。具體特點(diǎn)可歸納為以下幾個(gè)方面：

 

    1）不斷促進(jìn)變配電系統(tǒng)更安全、更可靠、更經(jīng)濟(jì)和更直觀的運(yùn)行，滿足未來(lái)電力工業(yè)發(fā)展的需要，一次投資，終身收益。

 

    2）實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)的“四遙”及無(wú)人值守（或少人值班），節(jié)約人力資源，并可實(shí)現(xiàn)中、低壓供配電系統(tǒng)一體化綜合監(jiān)控、統(tǒng)一管理；

 

    3）強(qiáng)化企業(yè)單位的內(nèi)部能量考核，采用現(xiàn)代化科技手段，完成電能管理、配電能耗及用電成本統(tǒng)計(jì)功能，減少“跑、冒、滴、漏”，真正體現(xiàn)“管理出效益”的意義；

 

    4）對(duì)潛在的事故進(jìn)行預(yù)報(bào)警，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種電量的越限報(bào)警，便于及時(shí)處理以避免事故或隱患的出現(xiàn)（如火災(zāi)等），減少損失；

 

    5）電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)；可以及時(shí)了解到有關(guān)故障信息（故障原因、性質(zhì)、地點(diǎn)及發(fā)生時(shí)間），來(lái)指導(dǎo)維修，減少故障的處理時(shí)間及停電時(shí)間；

 

    6）配電系統(tǒng)管理。通過(guò)歷史記錄的電力參數(shù)，及時(shí)掌握每天或季節(jié)負(fù)載特性；在供配電系統(tǒng)內(nèi)優(yōu)化能耗的分配，均衡負(fù)載；減少潛在的停電事件；

 

    7）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的記錄數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況，制定臨時(shí)或定期的設(shè)備維修計(jì)劃；按計(jì)劃維修、減少運(yùn)營(yíng)和維修成本；

 

    8）快速、準(zhǔn)確地掌握供、配電設(shè)備的運(yùn)行情況（含歷史數(shù)據(jù)），并可以用報(bào)表方式或以圖形的方式進(jìn)行顯示、記錄或打印出來(lái)，進(jìn)行日?qǐng)?bào)和月報(bào)，提高工作效率；

 

    9）供電質(zhì)量（諧波失真度THD/最大、最小、平均值/電壓合格率）實(shí)時(shí)分析功能，便于分清供電單位和用電單位的責(zé)任；

 

    10）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源共享、供配電設(shè)備綜合檔案管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)代化管理提供了堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ)。

 

    綜上所述，智能配電系統(tǒng)的確比傳統(tǒng)配電系統(tǒng)更先進(jìn)可靠，因此應(yīng)用非常廣泛，盡管我國(guó)的智能配電系統(tǒng)建設(shè)目前才進(jìn)入試點(diǎn)實(shí)施階段，但是可以預(yù)見(jiàn)智能配電系統(tǒng)市場(chǎng)前境是非常廣闊的。

 

    智能儀表在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

 

    Acrel-2000型智能配電系統(tǒng)通過(guò)中壓微機(jī)保護(hù)裝置、ASD開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表、AMC16多回路監(jiān)控裝置、ARD智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等電力儀表，對(duì)終端配電系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行透明監(jiān)測(cè)與管理。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、事故報(bào)警、故障記錄、電能質(zhì)量分析、電氣控制與保護(hù)、電能節(jié)能管理等功能，為智能電網(wǎng)用戶端節(jié)能減排作貢獻(xiàn)。

 

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

    各個(gè)結(jié)構(gòu)層的具體形式如下：

 

    1）主站層（站控管理層）

 

    位于監(jiān)控室內(nèi)，具體包括：安裝有智能配電系統(tǒng)的后臺(tái)主機(jī)等相關(guān)外設(shè)。負(fù)責(zé)將通訊間隔層上傳的數(shù)據(jù)解包，進(jìn)行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作，負(fù)責(zé)整個(gè)變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。

 

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    電力監(jiān)控系統(tǒng)提供專用的通訊功能模塊，通過(guò)專用的以太網(wǎng)硬件通訊接口，以O(shè)PC方式或其它通訊協(xié)議向上一級(jí)系統(tǒng)（如：BAS 、DCS 或調(diào)度系統(tǒng)）發(fā)送相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成。

 

    2）通訊間隔層（網(wǎng)絡(luò)通訊層）

 

    采用通訊管理機(jī)，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的各類裝置進(jìn)行通訊，采集各類裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)，進(jìn)行處理后集中打包傳輸?shù)街髡緦?，同時(shí)作為中轉(zhuǎn)單元，接受主站層下發(fā)的指令，轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層各類裝置。

 

    3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

 

    位于中低壓變配電現(xiàn)場(chǎng)，具體包括：微機(jī)保護(hù)裝置、多功能儀表、直流屏、溫濕控制器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等。負(fù)責(zé)采集電力現(xiàn)場(chǎng)的各類數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)，發(fā)送給通訊間隔層，同時(shí)也作為執(zhí)行單元，執(zhí)行通訊間隔層下發(fā)的各類指令。

 

    系統(tǒng)功能

 

    智能配電系統(tǒng)應(yīng)具有完善的網(wǎng)絡(luò)管理功能，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自上而下呈金字塔結(jié)構(gòu)，越向下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，設(shè)備種類越多，設(shè)備數(shù)量越大，越難于管理與維護(hù)。Acrel-2000型智能配電系統(tǒng)具有強(qiáng)大、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)，把供配電系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)備和運(yùn)行狀態(tài)置于毫秒級(jí)、周波級(jí)的連續(xù)精確的監(jiān)視控制中。

 

    a、友好的人機(jī)交互界面（HMI）

 

    標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫(huà)面切換及畫(huà)面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫(huà)面。主畫(huà)面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。

 

    b、用戶管理

 

    本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

 

    c、數(shù)據(jù)采集處理

 

    Acrel-2000型智能配電系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開(kāi)關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

 

    d、趨勢(shì)曲線分析

 

    系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析界面，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

 

    e、報(bào)表管理

 

    系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)?？勺詣?dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

 

    f、事件記錄和故障報(bào)警

 

    系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開(kāi)關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開(kāi)關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

 

    g、五遙功能

 

    Acrel-2000型智能配電系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測(cè)”、“遙調(diào)”功能，還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)”功能。

 

    遙信：實(shí)時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)工作等開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和自動(dòng)報(bào)警。

 

    遙控：通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號(hào)、開(kāi)關(guān)號(hào)、合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開(kāi)關(guān)狀態(tài)反饋出來(lái)，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時(shí)記錄操作時(shí)間、類型、合開(kāi)關(guān)號(hào)等。

 

    遙測(cè)：通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動(dòng)生成報(bào)表。

 

    遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。

 

    遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字；以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。

 

    智能配電系統(tǒng)的市場(chǎng)分析

 

    編輯

 

    智能配電系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，目前主要應(yīng)用于：

 

    1）電廠、變電站的發(fā)配電系統(tǒng)。

 

    2）汽車(chē)制造、鋼鐵、石油化工和礦山的工業(yè)領(lǐng)域。

 

    3）郵電、銀行、碼頭機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施。

 

    4）高層建筑、超級(jí)市場(chǎng)、智能大廈等商業(yè)建筑和住宅。

 

    供電局——在我國(guó)電力系統(tǒng)自動(dòng)化主要集中在35KV以上系統(tǒng)，而中低壓系統(tǒng)還基本沒(méi)有涉及，也就是配電系統(tǒng)的自動(dòng)化還沒(méi)完全形成。目前我國(guó)電力部門(mén)已明確提出供電的可靠性指標(biāo)為一般地區(qū)為99.6%平均年停電時(shí)間為3小時(shí)，重要地區(qū)為99.99%平均年停電時(shí)間為0.6小時(shí)。而要達(dá)到這個(gè)指標(biāo)要求，中、低壓系統(tǒng)自動(dòng)化是必不可少的，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能配電系統(tǒng)是它的一個(gè)基礎(chǔ)，我國(guó)的中、低壓改造已經(jīng)開(kāi)始規(guī)劃，這個(gè)市場(chǎng)潛力很大。

 

    重點(diǎn)工程——目前我國(guó)的大型水利、鐵路、天然氣等工程已經(jīng)建立起完善的管理、控制、數(shù)據(jù)采集SCADA系統(tǒng)，而該系統(tǒng)的很多電參數(shù)是從配電系統(tǒng)來(lái)的，配電系統(tǒng)智能化為該系統(tǒng)的形成奠定了良好的基礎(chǔ)，各大省市每年都有數(shù)十項(xiàng)重點(diǎn)工程，對(duì)智能配電系統(tǒng)需求很大。

 

    郵電系統(tǒng)——我國(guó)的電信行業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，傳統(tǒng)的非智能配電柜組成的供電系統(tǒng)，已無(wú)法滿足電力系統(tǒng)動(dòng)力發(fā)展的需求，特別是在動(dòng)力監(jiān)控投入之后動(dòng)力維護(hù)正在向無(wú)人值守或少人值守的方向發(fā)展，這就要求供配電和其它設(shè)備都必須實(shí)現(xiàn)智能化，全國(guó)仍有很大范圍的電信局需要把傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)改為智能供配電系統(tǒng)，因此對(duì)智能配電系統(tǒng)有較大的需求，市場(chǎng)前景很好。

 

    銀行系統(tǒng)——隨著金融業(yè)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備的不斷更新，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備的維護(hù)和管理，確保銀行業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行，是計(jì)算機(jī)中心的重要任務(wù)。由智能開(kāi)關(guān)柜組成的供配電系統(tǒng)可使計(jì)算機(jī)中心完成對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的操作、測(cè)量、監(jiān)視、保護(hù)和控制，確保配電系統(tǒng)萬(wàn)無(wú)一失。因此智能配電系統(tǒng)在銀行系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。

 

    智能建筑——目前智能建筑在全國(guó)大中城市已成為一種發(fā)展趨勢(shì)，全國(guó)每年以數(shù)百幢的數(shù)量增長(zhǎng)，而作為智能系統(tǒng)的一個(gè)重要子系統(tǒng)智能配電系統(tǒng)是必不可少的。因此這個(gè)用戶群將是我們的主要市場(chǎng)。

 

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