智能化低压配电系统的发展与应用
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摘 要：随着人们的生活水平不断提升，对电力系统供电质量的要求越来越高。为提升用户体验满意度，确保供电系统的连续性、稳定性以及高可靠性，低压配电设备逐渐由传统型向集成化、智能化转变。2016年，《电力发展“十三五”规划》文件发布，国家明确提出建设智能电网，促进智能互联，全面提升电力系统的智能化水平。经过近几年的发展，越来越多的智能化电力设备投运到供电系统中，低压配电系统的智能控制技术得到较快的发展。基于此，本文对智能化低压配电系统的发展与应用进行研究，以供参考。
关键词：低压配电系统;智能化;发展;应用
1 引言
低压配电线路的路线较长且范围很广，布置较为复杂。实际运行中，低压配电线路易出现线路故障，而其故障受到多种因素影响，加之低压配电线路直接连接用户端，一旦低压配电线路出现故障，将会给用户用电带来极大影响。
2 低压配电网电力系统网络构成
传统的低压配网电力系统在实际的应用过程中，以人工操作为主要形式，能够完成对配电的监视、保护及控制。该种控制方法在实际的应用过程中展现出了误操作、延时性等缺点，无法及时对故障进行准确及有效地处理，并且对低压配网电力系统现场的要求也存在一定的局限性。由继电器、接触器和断路器元件共同来构成基础元件，在对功率因数、无功功率、有功功率及电流等参数进行控制，并进行实时监测，能够直观的了解到电气设备的总体运行状态，为故障点提供可靠的信息支持，对电器动作加以控制，主要是运用智能模块对参数进行设定及调整，并且在实际的应用过程中，也展现出了遥信、遥测、遥调及遥控功能。
3 智能低压系统开关设备的特点
（1）开关柜的构成智能开关柜颠覆传统开关柜设备配置方式，以智能仪表、智能断路器、智能马达保护器、软起动器及可编程逻辑控制器（programmablelogiccontroller，PLC）等智能器件组成的配电系统代替传统以主令器件（普通指针仪表、断路器、继电器、接触器、熔断器、热继电器）组成的配电系统。（2）开关柜的操作和控制方式传统的开关柜仅适合现场人为操作，全部由主令电器元件组成的传统配电系统往往很复杂，使用的元器件多，布线复杂，日常操作、维修非常不方便;而智能开关柜由智能器件与断路器、继电器、PLC等组成配电系统，系统内元器件少，智能元器件之间通过通信网络连接，布线简单，不仅能够就地操作，还能远程监控，如果装上通用分组无线服务（generalpacketradioservice，GPRS）装置，利用移动手机客户端，用户可以随时随地查看系统内各个元器件的实时运行状态。（3）系统的智能电容补偿利用智能配电系统配置智能电容补偿控制柜，智能电容器与智能电容控制器组成完整的电容补偿智能系统，可实时调节供电质量，为供电系统提供稳定的电能。（4）人机界面与通信管理智能配电系统单独设置一台控制柜，控制柜内安装通信管理机与人机界面，人机界面与通信管理机相连，实时显示系统内部各设备运行状态。通信管理机下连整个供电系统上所有设备，上连集中控制室管理机，通过通信管理机可实现电力系统四遥功能。
4 低压配网电力系统应用的保障措施
4.1 断路故障防范及维护管理
断路是低压配电故障之一，对其运行的稳定安全具有重要影响。所以，布置线路时应选用三相四线制，结合电流量实际，适度增加零线横截面，增强零件的机械强度，以有效防止断路故障。同时，加固处理零线接头连接端子，确保其科学、稳定地连接，防止出现零线断路。当然，要避免熔断器与零线串联，以防熔断器发生熔断而造成断路。所用的熔断器应符合相关标准及规格，并确保三相熔断器的规格一致。连接接头的选择应确保其连接效果，以保证低压配电装置运行的稳定和安全。各类故障的防范及处理虽然能够解决其带来的危害，但最关键的是定期维护，及早发现故障隐患，将故障处理在“摇篮”中，从而避免故障或降低故障发生率。这需要电力管理部门强化维护管理，对低压配电所有装置及其运行定期进行细致检查，以确保其长期运行的稳定性和安全性。维护过程中，应定期检测绝缘设备、防雷设备等装置，及时发现其运行中的安全隐患，一旦发现问题及时有效处理。此外，需及时更换低压配电系统的故障及老化设备，以防止发生故障，提升低压配电运行的效率。
4.2 智能设备
智能设备是智能控制系统主要的组成部分，智能配电系统主要的智能设备除了PLC、触摸屏、UPS外还有具有通信功能的智能仪表、智能监控设备、智能显示设备等;而配电系统应用最多的智能设备是智能仪表。目前使用的智能仪表多是数显式仪表，仪表不仅能够显示电流值、电压值，还能够显示无功功率、有功功率、有功电度、无功电度、功率因数及电网频率等信息。智能仪表带有不同回路数的开关量输入与继电器输出模块，利用仪表的开关量输入模块，可以将断路器的合分闸信号及故障信号接入仪表;将仪表的继电器输出模块串入断路器合分闸回路，可以实现对断路器合分闸的遥控操作。智能仪表带有一路或者多路通信端口，通过通信口与PLC系统连接，PLC可以远程读取仪表内电流值、电压值、无功功率、有功功率、有功电度、无功电度、功率因数、电网频率以及接入仪表开关量输入模块的断路器运行状态等相关参数信息;同时PLC也可通过通信网络控制仪表继电器输出的闭合与断开来控制断路器的合分闸。
4.3 数字化日常巡检——蓝牙无线连接
通过蓝牙无线连接的MasterpactMTZ低压框架断路器主要是以智能手机上的应用程序作为数据读取应用，不仅可以将断路器中的全部信息读取，还能针对不同的电气参数进行分类读取，特别是断路器中的负载信息、报警信息，以及关键性的参数指令都能够详细获取。蓝牙无线连接在数字化日常巡检过程中是以三种颜色进行状态提示，可以很明显地将断路器在正常工作情况下的运行健康程度反映出来。如果MasterpactMTZ低压框架断路器发生跳闸或电路报警灯突发情况，也会被完全记录，而且标注时间线，保证断路器可以时时被检查全过程。工作人员在进行日常检查时亦可以查看保护设定值的合理性，工作人员在手机APP上就可以输入权限密码后进行调整，而且所有修改过程和修改记录都会作为一种管理信息被存储，既能降低操作失误，也为今后整体数据检查做记录。蓝牙无线连接让日常巡检更加高效便捷，将智能手机APP中的数据传输到管理系统云平台，可以快速形成巡检报告，让巡检工作更加系统化、集成化。
4.4 PLC监控系统
在智能配电系统内，PLC作为配电系统主要的监控装置，通常要求安装于配电室内的控制柜内，控制柜与其他配电柜安置在同一个配电室内。PLC对配电室内所有的设备进行监控，主要包括完成备自投功能、通过采集各仪表或传感器的电流、电压、频率及功率因数等数据掌握设备运行和供电状况、与人机界面配合处理并显示系统各设备的状态等。
5 结束语
互聯网技术在低压配网电力系统中应用是必然发展趋势，完成了对低压配电系统中全参数的有效测量，在高性能通信技术应用中发挥了重要作用。因此，应做好产品选择，并应用新的技术，对低压配电网中的电能进行全面管理，以便能够达到低压配电系统的节能降耗目的，使电力系统更为安全可靠。
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