高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析论文_郑腾芳

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摘要:作为目前重要的成套开关设备而言,高低压的成套开关设备带有一体化的显著特征,并且按照特定的组装方式与系统接线方式来进行组合。在目前的现状下,智能化控制手段已经能够运用于优化设计整个的成套开关系统。与原有的设备控制方式进行对比,建立在智能化手段基础上的成套开关设备具有更加明显的系统控制优势,因此作为系统设计人员必须能够明确智能化控制运用于高低压成套开关设备的具体技术操作要点。

关键词:高低压成套开关设备;智能化控制系统;设计;运用要点

高低压的成套开关设备主要应当包含各类电气线路与电气元件,而开关设备构成了成套开关系统中的核心设备[1]。近些年以来,智能化技术已经能够贯穿于成套开关设备的各个基本运行环节,因此客观上达到了更好的系统设计整体效果,同时还能达到系统总体运行成本有效减低的目标[2]。由此可见,智能化控制系统构成了高低压成套开关设备的关键设计环节,通过优化现有的系统设计方式从而保证体现最大化的成套开关设备运行效益。

一、高低压成套开关设备智能化控制系统的基本技术特征

智能化控制系统具备的本质特征在于借助智能技术手段来监控现有的设备运行效果,进而达到全面操控高低压成套开关设备的目的[3]。因此相比于原有的系统控制方式来讲,建立在智能化控制基础之上的成套开关设备能够达到更好的设备控制效果,并且还能达到简化设备控制模式以及增强各类开关设备可靠性的目标。

例如针对高压的10kV非接触式开关柜而言,如果局限于原有的系统测温技术,则很难保证达到精确程度较高的测温控制效果。然而与之相比,如果能够转变为智能化的全新控制技术方式,那么将会改进整体上的设备运行效能。从现状来看,具有智能化特征的电气部件主要应当包含电缆接头、断路器、隔离开关、开关柜与CT设施[4]。在此基础上,对于电线短路的潜在风险需要做到切实进行避免。这是由于,线路出现闪污故障的根源很可能在于线路内部的某些部件受潮,或者混入了外界的杂质。因此对于各类的开关柜设施来讲,最好能够运用绝缘热缩的方式来包裹其中的导电部位,以防线路突然出现短路或者其他情形。

二、智能化控制系统的总体设计思路

(一)智能化控制系统的基本结构

智能化控制系统主要应当体现系统故障诊断、系统实时监测以及系统安全性保障的几个层次设计目标[5]。具体针对成套开关设备而言,与之有关的智能控制系统主要包含系统传输层、系统感知层、系统应用层与数据层。具体在设计智能化的成套开关设备时,总体的设计思路包含远程在线监测、开关柜的定期管理与定期检测、集成性的系统接口及其他系统要素。通过运用智能监控的措施与方式,应当能达到实时监控开关柜整体环境的目的,并且还能创建实时性的开关柜运行监控模式[6]。

(二)系统内部的各个层次划分

具体对于应用层来讲,其主要可以借助智能化手段用于监控全过程的开关系统运行,确保运用在线式的远程监控方式来实现全方位的故障预警以及故障诊断目的。因此可见,系统应用层重点针对各时间段的开关运行状态,在此基础上才能达到实时监测各类开关状态的效果,一旦出现了开关运行故障则需对此予以立即处理。

系统数据层可以用于全面管理知识库并且融合各类的采集数据,该系统层次包含了内部的开关柜元件、状态数据库、故障知识库、元件运行周期的数据库等。此外,对于收集与感知现阶段的开关柜状态主要可以借助于系统感知层,从而达到全面监控开关柜状态的目的[7]。对于开关柜以及服务器的端口都应当包含在传输层的范围内,确保无线网络以及有线传感器都能够连接于系统传输层。在数据采集器的控制下,系统即可做到全面收集并且感知现有的设备信息状态。

(三)智能控制系统的综合性能设计

通常来讲,对于智能控制系统可以将其分成较多的系统设计层次。并且针对各个不同的智能控制层次而言,与之相应的控制功能也应当体现为差异性。从目前的现状来看,成套开关设备一般来讲能够运用于保护、控制以及测量输配电信号,此外还具有转换数据与传输信号的重要性能。在高低压的成套开关设备作为支持的前提下,系统输配电即可达到更好的可靠程度与安全性[8]。同时,电力系统的总体性能也将会受到智能控制系统给其带来的各种显著影响。

例如针对智能化的新型测温控制装置而言,此种类型的测温装置一般可以被安装于开关柜或者高压系统的内部。在全面进行高压绝缘处理的基础上,应当能够保证达到最大化的测温控制功能。例如对于高压的10kV开关如果要进行实时性的测温控制操作,那么前提在于考虑此类开关柜目前所处的高温环境与绝缘环境,然后据此选择与之相应的智能测温设施。如果外界环境较为恶劣,则必须能够保证开关柜始终维持正常的设备运行效能,而不会受到外温给其带来的干扰。

三、智能化控制系统的具体运用要点

在变电站以及发电厂的范围内,高压开关柜应当属于关键性的系统电气设备。通过运用智能化控制的途径与措施,应当能够显示目前现有的系统故障信息以及测温信息,并且运用曲线的方式来进行实时性的显示。例如针对实时监测各类的智能电气设备而言,主要用到列表显示的方式来呈现现有的电气开关状态,并且绘制精确的开关监测流程图[9]。具体在该领域的实践中,关于智能化的控制系统主要应当体现为如下的系统运用要点:

(一)运用智能化手段来节约系统运行的总体成本

通常情况下,为了体现设备成本有效节约的效果,那么针对系统现有的过载裕度需要做到全面进行优化,运用铜排作为基础性的母线构造。在必要的时候,对于并联多个铜排的特殊系统构造可以将其适用于较大电流的特殊线路设计,进而体现系统综合性能显著优化以及系统开支节约的目标。在此过程中,优化设计辅料的措施可以达到明显改进开关设备整体性能的效果,因此针对成套开关设备尤其具有明显的必要性。具体对于设备辅料来讲,其主要应当包含系统电缆、母排与设备壳体。

(二)有效控制设备运行负荷

具体在进行各类设备负荷的确定时,关键在于结合设备固有的季节特性、设备运行周期以及环境状态,确保在综合考虑的前提下实现最大化的开关设备效能。从用户基本需求的角度来讲,对于各种类型的柜体元件都要着眼于综合优化设计,确保符合良好的电路运行性能。系统负荷特性直接决定主电路的总体分布方式,因此设计人员针对负荷量必须能够做到科学进行确定。在此过程中,设计人员针对整个系统现有的供电距离、系统容量、设备运行影响与系统分布现状等相关因素都应当综合予以考虑。

设备运行负荷应当能够匹配设备目前所处的整体运行环境,避免开关设备由于频繁承受过高的系统负荷,进而导致设备烧毁或者其他缺陷。对于设备负荷如果能做到优化确定,那么将会达到合理程度较高的设备功率因数以及电压供给方式。设计人员针对排布线路的各项技术要点也应当综合进行考虑,如此才能实现优良的开关运行效能。

(三)保障成套开关设备的稳定性与可靠性

具体在连接高层建筑物内部的各种电气线路时,通常需要借助于电缆桥架。对于各类的高层建筑而言,线路数量与线路层次都决定于线路的连接方式,因此最好能够选择电缆桥架来进行线路的铺设。经过全面的线路优化设计,应当能达到设备总体性能以及设备质量显著优化的目标。

对于带有较高电荷或者粉尘的特殊运行环境如果有必要布置各类的开关设备,那么必须控制现有的设备元件体积,并且运用密封元件的方式来实现设备整体性能的改进与提升。例如,开关设备目前所在的外在运行环境如果具有较强的振动性,或者具有较高的海拔特征,那么相应的元件性能也应当实现全面的优化,至少开关设备必须符合优良的抗震性。

结束语:

经过分析可见,智能化控制系统具备的重要意义在于全面操控成套的开关设备,进而达到较好的设备运行灵活性。截至目前,智能化技术已经可以运用于设计各类的设备控制系统,确保在有效减低系统总体成本的同时体现较好的开关设备控制效果。因此在该领域的具体技术实践中,关键在于全面结合智能化控制系统的各个基本设计要点,并且尝试将智能化控制系统运用于操控成套开关设备,保障高低压开关设备的正常运转。

参考文献:

[1]谢晓燕,刘静.电气开关设备GIS内部绝缘故障的分析及对策[J].山东工业技术,2019(17):113.

[2]张碧野.低压成套开关设备内部母线的选择与安装及电气连接[J].信息记录材料,2019,20(05):60-61.

[3]孙明道,骆常璐,王琼鹏等.控制图与因果图在GIS零部件硬度质量管理中的应用及分析[J].理化检验(物理分册),2019,55(04):249-252.

[4]孙聪,高亮.智能高压开关设备技术研究进展[J].科技风,2018(16):10.

[5]陈秋佳.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J].科技资讯,2018,16(04):67+69.

[6]李梅,钟厚龙.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J].江西建材,2017(24):215.

[7]胡良蓉,戴冬云,骆虎等.24 kV智能开关设备的集成设计和试验[J].高压电器,2017,53(12):181-187.

[8] Yao Guang, Fang Jin. Design and Application of Intelligent Control System for High and Low Voltage Switchgear Complete Set [J]. Automation Application, 2016 (07): 95-96.

[9] Tangran. Intelligent control system of high and low voltage switchgear based on Industrial Ethernet [J]. Computer knowledge and technology, 2019,5(27): 7790-7791+7814.

论文作者:郑腾芳

论文发表刊物:《城镇建设》2019年12期

论文发表时间:2019/8/26

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