建筑工程供配電系統(tǒng)設(shè)計及實踐的論文
電力自動化系統(tǒng)是一種基于先進的運行理念，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保護功能相對獨立。保護功能是供配電系統(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)對電能信息進行收集，同時對相關(guān)信息進行傳輸。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、變壓器、直流系統(tǒng)以及冷水機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中，并接收和執(zhí)行監(jiān)控主機的控制指令。
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)是保護和監(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)是按回路設(shè)計保護、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、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)入進來，用來實現(xiàn)集中維護模型。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。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)模的擴展而自動的進行線性無縫擴充。
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
要想保證供配電系統(tǒng)的正常安全運行，維護工作是必不可少的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其內(nèi)容主要包括維護配電線路、維護供電設(shè)備、養(yǎng)護供電設(shè)備設(shè)施等。其中維護配電線路的具體內(nèi)容包括兩個方面，即維護電纜線路和維護架空線路；維護供電設(shè)備及設(shè)施的具體內(nèi)容包括兩個方面，即日常巡視維護和定期檢查保養(yǎng)。預(yù)防性的維護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，進行巡視、觀察、清掃、加油等工作,若在維護和巡視期間發(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)采取措施加強電力自動化系統(tǒng)的管理，促進供配電系統(tǒng)的發(fā)展。
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