(广东天能电力设计有限公司 广东佛山 528100)
摘要:近年来，现代化工业高速发展，城市化进程也随之不断加快，人们对电气设计的智能化程度要求也越来越高，如何充分发挥智能化电气设计在配电工程的有效应用已经成为摆在电气设计师面前的重要课题。本文以10kV的电力系统配电网络为例，简要分析了配电网网络结构的现状，并对配电工程的智能化电气设计模式和应用技术进行了论述，希望能有效促进智能化电气设计在配电工程中的进一步发展，进而满足人们对智能化电气设计的要求，有效促进电气行业的健康发展。
关键词:智能化电气设计；配电工程；应用
互联网信息时代的到来使得智能技术在社会各行各业的建设中都得到了广泛的应用，对于电气行业而言，通过智能化的电气设计，合理开展配电工程运作，不仅顺应了时代的发展要求，也促进了城市电气行业的可持续发展，可谓是一举两得。智能化技术的普及应用已经成为未来电气行业发展的必然方向，但各式各样的智能控制都需要以合理的电气线路为基础，在实际的应用中必须进行严密的设计，将智能化电气设计渗透到配电工程的每一个环节中，才能实现对人力、物力资源的合理配置，降低工程成本，进而提高整个配电工程的效益。
1、电气行业配电网络结构的现状分析
配电网的不断创新发展对配电系统的运行提出了更高的要求，智能化在设计和管理中的比重增大，建立更可靠的配电系统成为必然趋势。同时，在计算机和微处理技术上发展起来的智能化电气元件对智能化配电也起到了非常重要的作用，相应的管理系统也变得更加先进科学。当前，对电力系统采取的保护和监控已经形成了一定的规模，但面向用户的电力智能化应用却还停留在一个初始的阶段，需要不断地进行创新和升级。在SCADA系统的带动下，配电系统也在不断进行着调整，相关的智能化监管体系也在进一步的创新和完善过程中，为实现监控要求提供了一定的保障。但不得不提到的是，配电系统中的这一监控环节尚有一些需要改进的地方，现行的监控系统并不能很好地实现智能化配电的要求[1]。针对这个情况，美国有一家公司在此前的基础上进行创新，向市场推出了一款智能配电系统及其微机综合保护装置，这款装置不仅符合电气行业配电网的控制要求，而且安全性更高，对10kv的电力系统来说说，也便于实行更有效的配电管理。
2、智能化电气配电工程的设计方式探究
2.1 10kv电力系统配电网络智能化
在我国行政管理体制的基础之上，我国配电工程的运行结构相比之前有了很大的改善。具体来说，我国当前采用的针对智能化配电系统工程的处理方式是按照一级一级相互分离又相互关联的结构来进行管理的。就拿10kv配电系统上的智能化电气设计来说，它的智能化系统主要可以分为四个层级，如图1所示。
图1 10 kV配电智能化系统
l一配调中心2一分中心3一子站4一F1u A一中心层：局机关．电力公司
B一分中心层：分局、电力公司C--子站层：开闭所，变电站，住宅小区D—终端层：柱上，变压嚣、供电站等
智能化电气设计的配电系统是具有通信功能的设备，将数字通信和互联网技术系统结合在一起，可以有效促进电力产业相关设备的智能化特点，保证配电工程的智能化性质。智能化的配电系统具有多方面的功能，它可以实现数据的实时采集、保护管理、故障分析等，也可以对数据进行远程控制与操作，实现设备的维护与程序监控，还可以对各类事件进行记录，当有危机出现时还可以发出告警，这对于配电工程的顺利运行至关重要。10kv的电力系统配电网络是直接面向终端控制的，它的分布范围极广，设备也繁多，再加上周围的条件限制等原因，很容易出现谐波干扰和强电磁等不良现象，智能化的电气设计能够在很大程度上使相关的设备调整到最佳的运行状态，形成一个科学合理的网络控制平台，实现整个配电系统的高速运行，并在此基础上保证配电网络的安全性[2]。
2.2 10kV电力系统配电网络智能化的应用模式
为了满足电力配电系统所需的运行条件，美国某家公司推出了一款名为AECONTROL的智能化网络监控系统，它涵盖了集成变电站设备、变压器和中压电力设备等内容在内的一体化智能配电网络管理系统，为实现电力行业配电系统的智能化运行创造了有利的技术保障。该系统运行结构如图2所示，它主要是对10kv电力系统配电工程网络的智能化设计应用进行了简单的概述。
图2 AECONTROL系统模型
智能化配电工程系统的主机是一个能够进行一体化管理的控制网络平台，通过相关的技术操作可以对整个配电系统进行集中而有效的监管。在配电系统的日常运行中，前端机即PC机是一个必要的设备，它由内部局域网和监控主机连接起来，相当于一个工业电脑的存在，这个设备本身具有很强的抗干扰能力，同时还可以对通信信息进行收集处理[3]。对整个配电工程来说，前端机能够起到优化配电网络结构、促进系统变电站设备顺利运行的重要作用，必须给予足够的重视。
当前，我国大部分智能化电气设计装置虽然可以实现数字通信应用，但严格意义上来讲还没有经过严格的测试通过，如果达不到统一的协议，通信的兼容性就会变差，影响到整个配电工程的正常运行。针对这个问题，必须加快智能化电气设计在装备上的技术创新，不断增加其性能，最大限度达到配电工程的先进性、开放性要求。具体说来，就是要求智能化配电设备要具有足够的包容性与兼容性，能够与其他现场产品设备形成一个科学的配电网络，实现不同系统下的电气使用要求，促进配电网络的顺利运行。
2.3 智能化配电工程对设备开关的要求
设备开关的设置在整个智能配电工程中有着十分重要的地位，PC机的存在，就是为了通过对相关设备开关进行有效控制来促进网络故障的维护和扩展，另外，在具体的配电工程运行中，相关数据的收集、分析、控制等也需要通过智能化的设备开关来实现。因此，站在满足智能化配电工程的建设需求的角度，有关智能化电气配电的设备开关应该做到以下几点：
(1)应该同时具备手动和电动两种控制方式。
(2)设备开关既要能实现弹簧储能，也要具备直流电动的功能，电源的容量要在促进配电正常运行的基础上尽量控制到最小。
(3)绝缘化、无油化是设备开关的基本要求，小型化和低功耗的基本目标。
(4)要形成电流互感器、电压互感器的统一运行系统，由于电压互感器是单相电源，50VA-100VA的容量是最佳的范围，除此之外，电流互感器的饱和度要进行科学设置，使电流互感器能够实现最佳的运行效果。
(5)设备开关的状态信号除了弹簧储备信号外，还应该设置分合闸位置信号和刀闸信号等。
(6)在控制接口上应该设置相关的外接控制点，实现分闸与合闸的有效运作。
2.4 10kv电气设计配电网络智能化系统的应用技术
当前时代背景下，智能化电气设计配电工程已经有了比较夯实的基础，在科学技术的推动下，计算机、测控、传感器、通信等技术都得到了很大的发展，这为智能化电气设计配电工程的创新升级提供了一个非常有利的发展环境。在10kv智能化配电网络系统中，计算机检测技术的优势最为关键，它把每个环节关联起来并进行统一的监管，能够最大限度保证配电工程的高效性和安全性。双绞线是进行通信的主要载体，可以在上面设置很多节点，实现对总线的控制并进行信息传输。通信方式的多样化和标准化对于智能化配电系统的通信设置能够起到促进作用[4]。在10kv智能化配电工程中设置的通信控制器，主要是为了实现与上位机之间的联系，从而起到内部通信和远动的作用，最终促进配电网络的正常运行。值得注意的是，在与上机位进行通信时可以根据配电现场的实际情况采用串行口通信或局域网的方式来进行。
3、结语
智能化电气设计在配电工程中的应用涉及颇广，各配电单位和配电人士必须形成合力，建立完善健全的配电工程体系，才能促进智能化电气设计的更好发展。随着智能化技术的不断推广和应用，加快智能化电气设计在配电工程中的应用成为电气行业的必然发展趋势，再加上人民不断增长的智能化需求，智能化配电工程的具有十分广阔的发展前景。以智能化电气设计为基础的配电网络也将不断朝着多功能、小型化的方向迈步，提高智能化电器产品在配电网络上的科学性和兼容性，促进电气行业发展的同时为人民群众造福。
参考文献:
[1]张红斌，资仁睦，刘应梅．基于KOHONEN神经网络的电力系统负荷动特性聚类与综合．中国电机工程学报，2013,12(5):88-89.
[2]朱方，汤涌，张东霞，张文朝．我国交流互联电网动态稳定性的研究及解决策略．电网技术，2014,2(15):66-67.
[3]鞠平，谢会玲,陈谦.电力负荷建模研究的发展趋势．电力系统自动化，2016,7(2):102-104.
[4]万国成，郭晓玉,任震.配网馈线上分段开关的设置,继电器.2015,22(11):33-35.
论文作者:段萌萌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/28
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