高低壓配電柜系統自動控制策略研究

中國石油錦西石化分公司 史艷影

高低壓配電柜是重要的配電設備，發揮著電能控制、計量、分配等諸多功能。為提高高低壓配電柜的運行效率與質量，應采取有效的手段，實現自動控制，促進高低壓配電柜的智能化發展。文章主要對高低壓配電柜進行了分析，并探討了高低壓配電柜自動控制的必要性及其具體策略，以供借鑒、參考。

隨著科學技術的發展，自動控制在各個領域得到了廣泛應用。高低壓配電柜作為電力供應系統中的重要組成部分之一，也要盡早實現自動控制，以提升運行效率，從而將高低壓配電柜的職能更好地發揮出來，保障電力供應質量。

1 高低壓配電柜

目前在我國，變電所、供電局等場所，均使用了高壓開關柜，經過變壓器設備進行相應的降壓處理之后，再引出至低壓配電柜，然后再引出到各用電的配電盤、開關箱、控制箱，將各種保護器件組裝起來，包括電線、儀表、按鈕、斷路器、開關、指示燈、熔斷器等，使其成為一個整體，從而確保配電裝置能夠切實滿足設計功能要求。從電能產生及消耗，整個過程可以分為若干個階段，包括發電、變電、輸電、配電及用電等。高低壓配電柜是變電環節的必要設備。高低壓配電柜又可以分為高壓配電柜、低壓配電柜。

1.1 高壓配電柜

上世紀60年代左右，我國尚未具備自主研發高壓配電柜的條件，當時的高壓配電柜主要是對當時蘇聯的成熟產品進行仿制，這一階段也被稱為初步發展階段；至上世紀80年代左右，在高壓配電柜領域，我國已經經過了20多年的探索與實踐，自主研發水平得到了明顯的提高，成功研發了多種高壓配電柜，但主要是手車式；改革開放至今，伴隨著科技的迅速發展，在高壓配電柜領域，我國已經取得了多項核心技術，出現了多種高技術含量的產品，占據了相當大的市場份額。在電力系統中，高壓配電柜發揮著重要的作用，不僅控制著發電過程，也控制著電能轉換、配電、電能輸出以及電能衰減等多個過程，可實現對電力系統的控制、通斷、保護等多種功能。就目前的電氣產品進行調查分析發現，電壓等級在3.6～550kV的產品中，核心構件包括高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關分段器、高壓自動重合、接地開關、高壓操作防爆設施等多個部件。

1.2 低壓配電柜

就目前來說，我國常用的低壓配電柜主要包括兩種。一種是國產低壓配電柜，為我國自主研發的產品，通過了國家3C認證。目前國產低壓配電柜的種類頗多，比較典型的包括GCD型交流式、GCK低壓抽出式等。另一種是進口低壓配電柜，為外國研發的產品，比較常見的包括法國施耐德的Prisma、德國西門子的Sivcon等。

2 高低壓配電柜自動控制的必要性

對于高低壓配電柜來說，目前如何實現其自動控制是一個熱點問題。究其原因在于，實現自動控制可得到諸多優勢，具體表現在以下幾個方面：

（1）有利于提高運行效率。通過實現自動控制，能夠促進高低壓配電柜運行效率的大幅度提升。與此同時，與高低壓配電柜密切相關的各種設備及電力系統，效率也會有所提升，從而可以實現整體效能的提升。

（2）有利于減少人為失誤。通過實現自動控制，能夠減少以往人工操作可能帶來的各種失誤，從而有利于減少由于失誤而導致的各種故障問題，減少系統失誤率，提高系統運行質量。

（3）有利于保障運行穩定。通過實現自動控制，可以確保運行的穩定性。高低壓配電柜并非是單一維度的運行，其涉及到多個系統。與高低壓配電柜系統存在密切聯系的各個系統，一旦在運行過程中出現問題，便可能影響整個體系的正常運行。基于這樣的原因，有必要進行優化，確保系統運行的穩定性，而實現高低壓配電柜的自動控制便是一個有效的措施。

3 高低壓配電柜自動控制的具體策略

3.1 應用PLC技術

可編程邏輯控制器（PLC）是自動化過程中的一項重要技術。與普通工業運行系統相對比來說，電力系統有著很大的不同，其為電磁感應系統，且復雜程度較高、涉及單位相對較廣。電力設備運行中，受到配電現場復雜環境的影響，可能會出現電磁互繞的現象，從而影響其正常運行。與此同時，環境濕度與溫度異常、電磁干擾、電纜敷設不合理、接地系統不規范等因素，可能會使PLC程序運算錯誤，造成設備操作也發生錯誤。面對這樣的問題，可以在電力系統中對PLC技術進行有效應用，從而保障系統的長期可靠安全運行。為實現抗干擾能力的加強，也可以采用吸收方法、隔離方法、濾波方法等各種各樣的方法。除此之外，為降低PLC受到干擾的幾率，可以采取相應的措施，對周邊環境進行優化、改善。

3.2 提高CPU軟硬件的性能

CPU軟硬件對高低壓配電柜的效能發揮產生著直接的影響，可以將其作為核心看待。為了實現高低壓配電柜的自動控制，應科學設計CPU軟硬件，并在設計過程中注意以下幾個方面的問題：

（1）設計中，應對兼容性、高效能性兩項特點進行兼顧，避免出現不必要的問題，從而將CPU軟硬件的作用在最大程度上發揮出來。就目前來說，作為一個CMOS8位微控制器，AT89S52的性能相對較好，且能耗相對較低，其具有8k系統可編程Flash存儲器的功能，并能與80C51產品的引腳、指令等實現完美兼容。

（2）高度重視所有程序設計，不僅要保證CPU型號切實符合使用需求，還要確保相關程序完備，從而在最大限度上提升程序運行的準確率，實現高低壓配電柜的自動控制，并確保其高效運轉。但是，需要高度重視這一點：若是CPU程序與整體運行標準存在沖突或矛盾，則會給高低壓配電柜的運行程序造成破壞，進而出現錯誤運行指令的現象，也會給設備造成不可逆的損壞，帶來嚴重的經濟損失。

（3）良好的CPU運行程序與CPU型號，可以保障系統的穩定運行。但是在此基礎上，也要采取有效策略，確保CPU運行中能夠正確無誤。這就需要做好CPU的軟硬件設計、選型等工作，從而為高低壓配電柜自動控制的實現奠定良好基礎。

3.3 合理設計計算機控制系統

為了實現高低壓配電柜的自動控制，應對計算機控制系統進行合理設計，保障其符合高低壓配電柜自動化控制的要求。可從以下幾個方面入手：

（1）對計算機控制系統的性能進行革新。對高低壓配電柜進行適當的優化、改進，實現其自動控制，不僅要對CPU進行合理設計，還要營造良好的計算機控制系統，確保高低壓配電柜在實現自動控制之后，可以符合實際運行的各種要求。首先，應確保編程語言的合理性、可行性。如果使用的編程語言為VB編程語言，則操作人員僅需利用鼠標的點擊，便可以完成電源的斷電、通電等工作，為操作人員帶來了非常大的便利，同時也有利于提高電源操控的效率與及時性。在遇到緊急事故的時候，能夠及時斷電，從而減少事故的出現，控制事故所造成的后果。與此同時，可以在界面內來做出控制程序指令，在得到CPU指令后，計算機自動對其進行解碼重組處理，然后將指令發布出去，應注意確保指令可以被下級裝配識別，從而在最大限度上提高CPU的效能。其次，確定編程語言后，應對計算機控制系統進行持續優化，保障高低壓配電柜實現自動控制之后可以得到可靠、穩定運行。這就需要對計算機系統的相關技術進行全面調查分析，準確掌握核心控制點，確保系統可以實現自動化控制。最后，采取有效的措施，實現程序編制可行性的提高，高度匹配系統的運行情況，為其提供良好的運行服務，將計算機控制系統的實效性、可行性等充分凸顯出來，并與實際運行情況有機結合起來，不斷調整、改進編程語言。

（2）提高計算機控制的編程效率。編程過程是發生著變化的，編寫程序不僅要確保科學性，還要具備實效性、可行性，這就提高了對計算機控制程序編制的要求。明確最佳編程語言，提高程序編制效果，實現自動控制預期，在實現高低壓配電柜自動控制的基礎上體現智能化效果。

3.4 加強維護

為實現高低壓配電柜自動控制，除上述措施之外，還要做好設備的維護。導電通路的實現，是建立在線路完好的基礎之上。若是線路斷裂或者是存在破損，則會使電流斷路，并可能引起供電中止。面對這樣的情況，應加強對電力系統的日常維護，對電子儀表、線路進行定期檢查。在日常維護的過程中，可以通過嗅覺、傾聽、觀察等途徑來對設備的問題進行檢查，對直流電源蓄電情況進行檢查的時候，可采用紅外線探測裝置。發現蓄電量不足、潛在故障的時候，應報檢、報修。

結語：綜上，高低壓配電柜是一種配電設備，其主要用于對電能進行計量、分配、控制，同時還發揮著連接線纜的重要作用。實現高低壓配電柜的自動控制，有利于提高運行效率、有利于減少人為失誤、有利于保障運行穩定。因此，應采取應用PLC技術、提高CPU軟硬件的性能、合理設計計算機控制系統、加強維護等措施，來促進高低壓配電柜自動控制的實現。