简谈低压配电系统的数字化趋势

王治国

国网菏泽供电公司 山东省菏泽市 274000

摘要：随着经济的发展，我国电力行业也进入了飞速发展的阶段。用电设备使用量的增加，使得人们对电力控制水平提出了更高的要求，既要满足当下阶段供电需求，也要确保供电的质量和稳定。我国目前的电力传输普遍都是自动化传输形式，电力自动控制不单单能够保证供电可靠，还能提升工作效率，在低压配电系统中有着不可忽视的作用。基于此，就电力自动控制系统进行概述，然后围绕低压配电系统中电力自动控制的应用来分析探讨，给相关工作者以参考。

关键词：低压配电系统；数字化；发展趋势

中图分类号：TM76 文献标识码：A

1 引言

传统的低压配电控制方式中，配电控制、保护以及监视等功能主要是通过低压开关控制柜来实现的，开关控制柜中具有多种断路器、接触器、熔断器、互感器及各种仪表等。这种开关柜通常需要人工进行操作，对其进行智能化的改造则需要通过电量变送器和微处理器的应用来实现。但是这种改造方法需要较高的投资成本和复杂的接线方式，且可靠性和准确性较低，不能满足现代工业技术开发的低压配电系统的性能要求。因此，需要对智能低压配电管理系统的稳定性和可靠性进行研究。

2 现阶段系统特点及局限

目前，低压配电系统主要采用断路器和电机保护器的设计方案，通过设置单独的电能仪表实现对配电回路电气参数的计量。设置单独的能效管理系统虽然可以满足日常运营需要，但整体配电系统功能存在一定的局限。1）主动式运维的管理策略有待强化。随着运营年限的不断增长，轨道交通车站设备出现故障的概率随之增加。故障发生以后再进行抢修维护的传统方式较难适应现代轨道交通的运营需求。若能通过数字化的持续监控，预判设备老化状态，对潜在发生故障的设备进行维护，可有效地保障整个系统的安全运行。2）精细化管理的整合需求有待关注。当前轨道交通车站配电系统的运营管理主要是依靠互为独立的各个子系统实现（如能效管理系统、分散式电能仪表、感温式电气火灾监控系统等），虽然可满足现阶段管理需求，但无法适应精细化管理日益高效的节奏。若能在一个系统中实现整体功能，对提高管理效率、节约投资等具有一定的价值。随着数字化设备的广泛成熟应用，基于设备本体的信息采集与分析，为实现庞大系统的整合提供可能。3）资产管理的新增值空间有待探索。当前车站能效管理的措施相对单一，多采用粗放型的节能方式，如将荧光灯更换为LED灯具，将部分设备采用变频方式运行。这些措施虽然可达到一定的节能效果，但若能从发觉能源使用规律、优化能源使用效率方向进行探索，构建合理的车站用能结构模型，必将对节能减排、资产增值增加无限潜力。基于大数据分析与应用必将为资产管理提供新的拓展空间。

3 当前配电网系统的主要缺陷

目前配电网系统现有的工作方式中存在的问题主要表现在以下几个方面：首先是工作范围较大。一旦出现钥匙错误或者是锁具更换之后没有及时更换钥匙等问题，就需要被迫停止工作，对工作效率产生不利影响。并且由于具有数量较多的钥匙，增加了对其进行编号、更新等的管理难度，浪费时间和资源。如果没有做好钥匙管理工作，出现开锁没有相关记录或随意拿取钥匙等问题，出现问题之后也无法快速查找原因和追究责任人。其次，现场工作进度会与配电控制中心存在脱节，导致控制中心无法对现场的实时动态工作状况进行及时掌握，影响工作进度和整体工作安排。最后，现场所用的锁具和钥匙容易被复制，从而出现安全隐患。

4 低压配电系统数字化发展趋势

4.1 通信网络架构把控

低压配电系统中电力自动控制的应用，要把控好通信网络架构，以分层方式建立网络架构。一般在抽屉式开关柜中选择分层树形通信网络，有总线集线器、通信管理模块，加上通信电源自带的现场总线，能实现网络拓扑结构的简化，通信质量也得到优化，通常优选RJ45与SPT5双绞线，安装简单，维护轻松。设置时，自建继电器的出口要能与中央型号系统实现稳定连接，且保护与控制装置须安全高效运作。此外，对网络架构进行设计时，需考虑IEC61850协议，该协议具有多项优势，如高带宽、维护简单、兼容性优、成熟技术支撑等，还十分有影响力，能够将DMC231和中高压系统保护控制装置更好地联合，从而建立起整体数字化变配电系统。在该系统基础上，考虑与外部系统的连接方法。以IEC61850协议来数字化、智能化改变电力自动控制，让其在低压配电系统中的作用得到最大优化。

4.2 随机开锁管理

在智能钥匙中对所有的锁具信息进行存放，在权限识别成功后就可以打开相应的锁具，并且将具体操作记录传送到控制室内的上位机中。因此可以通过此管理系统来对锁具信息和开锁人员信息进行存储和开锁范围的设置。而且还可以通过个人计算机和智能钥匙之间的无线通信，确保运营商收到解锁指令并解锁，将解锁的结果反馈到控制室，确保监控室内的工作人员掌握现场工作情况。此外，在上位机中可以对开锁人员、时间和设备名称等数据进行查询，并对这些数据进行保护，避免人为删除的情况。

4.3 配电网智能化手段解决方案

一是对所需要采取的智能锁具管理系统来说，其本质上是一种智能锁具，可以实现在获得授权之后对配电网锁具进行开启，通过此种智能钥匙可以实现对所有环网柜、开闭所以及分支箱等设备上的锁具进行开启。二是在此种方案中所应用的智能钥匙中，进行了无线信息收送装置的设置，操作人员对锁具进行操作之后就会向控制室进行相关信息的反馈，使控制室中的工作人员掌握锁具的状态，进而实现对现场工作进度的判断。还可以通过远程通信控制功能对需要打开的锁具进行远程智能控制，节省人员往返时间，提高现场工作的灵活性和操作安全性。三是通过上位机管理软件的设备位置信息，操作员获取信息及解锁记录存储，并且可以解锁自动生成的序列，实现通过就地红外方式或者远程无线方式来对锁具进行智能操控。四是此种智能钥匙是一种需要进行授权才能被开启的专用解锁钥匙，其中的权限管理功能可以对不同人员的不同权限进行识别，而且可以对操作过程进行自动记录，还能对信息指令进行远程接收，通过自开票功能来提高现场人员操作的灵活性，通过无线收发器来进行操作指令或操作结果的发送与接收。五是此种智能钥匙可有效规避外盗复制，即便钥匙丢失，在没有主机授权的情况下，也无法开锁，为箱式变压器、配电间和开闭所的智能化安全管控能力和防窃电管理水平的提升提供了基础保障。

5 结束语

电力自动控制系统能够实现智能化和自动化，更好地满足民众的供电需求，在应用过程中，要发挥工控机、电力测控装置作用，把控通信网络架构，及科学选择LED显示屏和电源模块，并通过材料优化选择，操作系统完善，电网合理规划等措施来保障低压配电系统运作的稳定、安全，降低损耗。

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