郭文双

摘要：在电力系统中，智能化设备的使用日益增多，根据电力系统的不同需要，本文着重对智能化供配电系统在工业电气自动化中的应用进行分析，对智能化电网的结构设计、检测系统等进行了阐述，本文所做的技术内容与目前的智能配电系统发展趋势相一致，以供参考。

关键词：智能化;供配电系统;工业电气自动化;应用

一、引言

随着科学技术的发展，人类对于智能化的需求也在不断提高。智能配电系统在各行各业中应用十分广泛，若想使其智能化应用水平得到进一步的提升，就必须对其应用需求、各参数监测、各构成、搭接等方面进行深入地研究，以更好地适应智能配电系统的需求。智能配电系统从可靠性、适应性、自动化等方面都得到了较好的应用。

智能化供配电系统的主要要求：1）具有远程监控、在线数据交互、远程数据采集等功能。（2）对在线监测、采集到的异常情况进行预警，完成对异常情况的记录和传输。（3）对工业设备的检测过程进行动态保护，并针对异常状况设定不同的参数。（4）运用变权综合控制策略，在智能设备工作的情况下，对电力设备进行监测，以提高电力系统的运行效率。

二、智能化供配电系统的架构设计

（一）智能化配电网整体结构分析

在系统软件层面，可采用模块化的方法来完成数据的接收、存储、计算，并对各类型的设备进行模块化的设计。通信网络层为系统软件和智能设备层传递提供所需通信数据，通过现场总线、工业以太网、双绞线、光纤无线通信等方式来实现对各种数据的需求。智能元件层，用来安装配电柜和配电柜内的智能化装置，它可以将现场的测量结果和现场的工作状况进行数字化转化，并把模拟信号转化成数字信号，利用通信接口进行数据通信，从而达到远程在线监测的目的。

（二）通信层和硬体层的交互设计

要考虑到通信层和硬体层之间的相互作用及安全性，包括以下几个关键点：

（1）按照特定的通信要求，现场工作条件，经济条件等进行针对性实施。此时通信层和硬体层之间的相互作用包括兼容性，数据通信效率，丢包率等关键指标，例如通信界面的设计要与各种通信接口相适应[1]。

（2）根据使用者的使用目的，在同一时间内，选择多种资料通讯方式，例如载波通讯、光纤通讯等，或以老设备为基础加以实施。

（3）由于使用者的位置和环境的差异，使用者可选取适当的通信网路，并选取最优的方式，如：①当装置作业地点距离监视计算较短（通常少于1000公尺）时，宜选用屏蔽绞线。②假定装置与监测电脑相隔很远（通常超过1000米），可以使用光纤进行通信;③在某些环境条件比较差的地方，可以使用GPRS、码分多址等无线通信手段。④根据用户的需求，选用以上的方法进行组合。

三、智能化供配电系统的监测功能

（一）传感检测技术

在智能装置层面，可利用多种传感器，如温度、电流、环境温度、湿度、水位等传感器，来达到对监测信息的智能化感知。为便于测试，可将各种功能融合在一起，组成多传感器网络，其功能如下：

（1）异常排故警报：当感应器侦测到有故障讯号时，装置内设定的异常讯号会提醒工作人员，并在特定场合设定声光警报器;

（2）异常温度报警：在工业电力自动化应用中，供配电系统的温度超出了规定的临界值，就会发出声音和光报警，提醒工作人员进行排故;

（3）残余电流异常报警功能：在工业电力自动化应用程序中，供、配电网的剩余电流取样值超出使用者设定的火警阈值时，该残留电流感应器会自动识别异常信号，并以声光报警的方式通知工作人员;

（4）环境温度和湿度异常报警功能：在工业电力自动化应用中，供、配电系统的温度、湿度传感器所测量的温度和湿度超出了工业装置的使用阈值，会对工作人员产生危险;

（5）水位感应报警功能：如果在工业电力自动控制中，供水和分配系统的水位过高，超出了工业使用的安全限度，就会发出警报，使其自动排出装置，例如抽水，排除故障等[2]。

（二）监测系统的功能设计

智能化供配电系统监测系统的功能主要作用有：

（1）智能化供配电系统的现场火灾报警：由智能供电和配电系统的监测主机在收到来自传感器等探测装置的探测信息后，系统会根据所收到的信息进行自动识别，从而识别出火灾和水位，并将报警信息输出，由使用者设定不同的报警，同时还能识别出各种故障，并将所收到的信息存储起来;

（2）故障级别预警：按照故障类别的大小，可以对故障信息进行分级，在级别较高的情况下作为报警，在级别较低的情况下，以其他形式进行提示。这样，就可以对各种类型的故障进行及时、高效地鉴别;

（3）人为介入：员工在接到各种信号后，可以对其进行快速的处理，并对其进行有效的跟踪和处理。

四、实例的运用和分析

根据以上的说明，以下是某电力公司根据以上方案进行的组网试验，在实际的工业用电自动化系统中，以110KV变电站和配网组件为研究对象，选取了1-5不同地区的变电站[3]，对不同地区的配电系统均做针对性的智能化优化，电力供应主要采用现场供电，开闭所、配电室、计算终端均采用AC220V供电，配网调度和110KV变电站采用-48V供电，柱上开关及环网柜采用-24V供电。在通信时，采用以上所介绍的方法，将各地区的资料损耗率进行比较，并将各地区的资料损耗率作为指标，用以衡量电力系统在工业电力自动化领域中的数据稳定性。

五、结束语

本文对智能化供配电系统在工业电气自动化中的应用进行了分析，对智能配电系统的结构、目前常用的监控技术、智能配电系统的应用进行了论述。并对该系统的结构和功能进行了说明。在实例介绍中将多种监测功能有机地结合起来，能够最大限度地发挥智能化的作用，以达到改善电力调度和电力調度的目的。

参考文献：

[1]季超.供配电系统中电气自动化的应用探讨[J].信息系统工程，2020（11）：72-73.

[2]刘志峰.电网供配电自动化系统及技术的应用研究[J].通信电源技术，2020，37（03）：68-69.

[3]戴芬良.电气自动化控制在供配电系统中的应用[J].通信电源技术，2019，36（04）：155-156.