研究電力一次設備的智能化設計及其發展

周彬

（南京南瑞集團公司/國網電力科學研究院，江蘇 南京 211106）

研究電力一次設備的智能化設計及其發展

周彬

（南京南瑞集團公司/國網電力科學研究院，江蘇 南京 211106）

近年來，在社會經濟的促進下，科學技術也在不斷發展進步，科技帶給人們的便利在日常生產、生活中隨處可見，電力系統中也不例外，科技的發展給電力系統帶來了翻天覆地的改變。在人們的生活中，電力資源是不可缺少的一部分，在電力時代，電力的相關產業隨著科技的發展在不斷轉型，尤其是電力一次設備智能化被廣泛應用。在電力一次設備智能化的設計以及發展方面進行了相關闡述，希望能夠為電力一次設備的智能化發展提供參考。

電力資源；一次設備；電力系統；配電產品

進入21世紀以來，人們的生活和工作發生了翻天覆地的變化。隨著生活水平的提高，人們不僅僅滿足于物質生活，更關注精神生活的質量。因此，傳統的生產體系被打破，之前的電力系統受到體制的限制，在市場的壓力下，也在不斷發生著變革。由于電氣自動化是電力改革中的重頭戲，所以，電力一次設備的智能化改革和發展對整個電力系統的建設和發展有著重要影響。

1 傳統的電力設備設計要求及特點

傳統的電器設備在設計時，要求電力工作人員能根據不同的配件和配電產品的功能，對獨立配件進行控制、計量和保護工作，電力人員要以此來完成電力設備的自動化設計。

1.1 綜合分析電力設備設計

傳統的電力設備設計在對某一工程進行電氣設計時，要結合用電設備的實際情況進行分析，比如用電負荷、用電負荷的特點和用電負荷的分布等方面，用電是商用還是自用，這對整個電氣系統的設計有著重要的影響，從而方便在設計方案中預留出合適的超載空間。同時，要根據當地的實際情況和電力設備的自身條件，設置相應的中低壓配變電系統。

1.2 詳細的工藝分析

傳統的電力設備設計在對某一工程進行自動化設計時，要嚴格根據控制要求對工藝進行詳細分析，對于被控設備的分布情況和設備本身的運行流程和可靠性有個初步的了解，掌握了基本情況之后，再對計算機控制系統的結構和內容進行全面設計。除此之外，還要求在工程施工過程中協調好變電系統、高低壓儀表系統與用電設備檢測信號之間的關系。在編制好位號清單之后，設計整個控制系統的流程圖，對監控軟件和監控硬件進行合理的組合和搭配，保證控制系統的輸入和輸出接口能夠有效地與整個系統設備連接。根據施工設計的要求嚴格進行工程施工，從而使整個系統設備、電纜敷設的調試和安裝工作得以順利完成，滿足電力系統的運行要求。

2 電力一次設備智能化設計的內容

2.1 基礎條件

目前，通常的工程設備設計所采用的都是通過總線加以連接的拓撲結構，而在通訊協議上，數據間的傳遞則采用的是“向下兼容”的原則。但隨著電氣自動化的進一步發展，網絡通訊的機電一體化和芯片嵌入的標準都發生了很大的改變，已經能夠實現終端設備鏈條的獨立測控。由此可見，根據設備系統的拓撲結構，現場總線作為通訊協議的重要一步，要包含硬件和軟件兩個部分，在現場控制器和人機界面掛歷計算機這兩個方面都要考慮。目前，大型現場總線體系需要有強大兼容性的總線通訊協議，從而將控制器、控制裝置和儀表等設備串入到體系中，實現對整體設備的掌控。

2.2 電力一次設備智能化設計的內容和特點

目前，一般采用的設備系統都是利用一個小型的PLC系統，將嵌入式控制裝置和高低壓變配電設備的應用情況融合進去，所以，在進行電氣設計時，不用把二次信號和集中、計量保護系統設備與自動控制系統之間的預留互聯條件考慮進去，只需要根據使用操作要求進行電力系統的設計即可。此外，在電力系統的設計中，儀表系統設計是不可或缺的一部分，傳統的設計方案所使用的電力設備設計與自動化設計之間沒有交叉，這種平行的關系很難滿足今后的電力系統設備的發展。因此，在新設計中，針對這種狀況進行了改變，簡化了傳統的設計方案，大大提升了設備的使用效率，從而使系統更加能滿足需求。在新的設計方案中，利用軟件和通信協議就能完成電力設備系統的建立工作，省去了對自動化組態硬件確定的工作，將電力設備與自動化結合，不但能合理協調二者之間的關系，還能夠促進工作的分配和調動，有很大的發展前景。

3 電力一次設備智能化的未來發展

現階段，這種新型的設計方案已經在現場設備中投入使用，而且已經取得了一定的效果，電路終端設備的功能都得以體現。施工現場的總線裝置完全符合通訊協議的標準，并實現了設計方案中所計劃的通訊功能，現場總線的所有節點設備上也都采用了分布式的實時數據庫形式，增強了獨立模塊的抗干擾能力。除此之外，在整個系統中，設備控制系統作為非常重要的一部分，具有成本低、數據共享快、高效、可靠的特點。因此，為了實現預期功能，要求對設備進行電氣系統和相關程序的設定，從而明確系統的整體設計。

4 在配電系統中的應用

我國的配電網主要由農村電網和城市電網組成，農村電網所采用的形式一般是架空線的方式，而城市電網所采用的形式是電纜網的形式。在以往的配電系統中沒有智能模組，所采用的電力一次設備主要有配電開關和配電變壓器，這些設備不具備自我控制、測量及通訊的能力，所以，在自控能力和自動通訊反饋能力方面都不到位，而電力一次智能化設備則很好地解決了這個問題，大大提高了配電系統的自控能力和自動通訊反饋能力。在一次設備上融合了二次測量、控制和通訊的功能，實現了配電終端與配電一次設備之間的結合，而且由于設備具有現場總線通訊的能力，所以，能夠大大拓展通訊的物質連接，實現了復合調度。由此可見，在電力系統中應用電力一次設備智能化，在降低運營成本的同時，能夠有效保證配電網路的安全性。

5 結束語

綜上所述，在經濟高速發展的今天，科學技術也在不斷發展，人們對生活的要求越來越高，企業生存和發展的壓力也越來越大。電力行業是國民經濟發展中不可缺少的重要一部分，以電力一次設備智能化的發展為例，如何提高企業自身的價值，在激烈的市場競爭中脫穎而出，更好地為國民和社會提供服務是值得電力企業深入思考的問題。

［1］王暢.電氣自動化技術在電網建設中的應用［J］.廣東科技，2011（18）.

［2］穆國華.淺談電力一次設備的選擇方法［J］.黑龍江科技信息，2010（02）.

TM76

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.050

2095－6835（2017）21－0050－02

〔編輯：張思楠〕