智能化供配电系统在工业电气自动化中应用与研究

张有鹏

新疆庆华能源集团有限公司 新疆伊犁 835000

摘要：随着电气自动化技术的突飞猛进发展以及在供配电系统中的应用，供配电系统向着智能化发展迈进了一大步。电气自动化技术作为一项新兴技术，促进了现代工业的发展，成为很多行业重点探索的对象。本文主要讲述的就是供配电系统中，电气设计的重要性与问题，还有应该遵循的原则以及设计方法分析。

关键词：工业电气自动化；供配电系统；智能化

1 引言

利用MATLAB、CAD制图等计算机软件对供配电设计软件主程序进行计算分析、编程和仿真运行的一系列操作被称为供配电系统设计。供配电系统设计具有系统元件多、数据量大、设计结构复杂、内容较多等特点，设计软件需要具有比较强大的计算能力和处理庞大数据的能力，所以对于设计系统的要求很高。换个角度讲，智能化供配电系统需要满足可以呈现各种使用电器元件模型跟数据库里的电器元件实现同步链接。

2 供配电系统

电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等环节组成的电能生产消费系统，是将自然界的一次能源通过装置转化成电能，经过输变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心。所以电力系统就包括了发电、变电、输电和配电，而工厂供配电系统是电力系统的主要组成部分，也是电力系统的主要用户。供配电主要涵盖各领域的供电配电的系统，如建筑供配电系统、工程供配电系统等。供配电主要包括了2个部分，即供电和配电。供电是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并且供应和输送给用户的设备。对于供电系统来讲，要求供电可靠、操作方便、运行安全灵活、经济合理。将电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统被称为输电系统，配电系统就是完成电能的分配。配电系统是由多种配电设备和配电设施组成的一个电力网络系统。所以供配电系统主要是负责电力的配送和供应，满足用户的用电需求。

3 供配电系统设计存在的问题

3.1 电气设计不合理

在我国，电厂供配电系统正在不断的更新完善，电气设计也在逐步的合理化，科学化，只是，在电气设计工作中，还是存在着一定的问题，还有很大的进步空间的。像是电气设计中电能高次谐波消除的问题，以及功率因数提高时的电气设计问题，这些都是亟待解决的。另外居民供电与工业供电的电气设计会有一定的差距与不同，工业供电当中的电气设计比较复杂，设计的难度也会增强，而且，工业供电与居民供电的电力负荷也不同，参数与等级还有负载类型都不是完全一样的。

3.2 与用电设备对接问题

在电厂的供配电系统中，电气设计环节固然重要，可要是设备本身有问题，也是很难实现稳定供电的。有部分的生产厂家为了牟取暴利，对电厂设备不重视，没有在意市场规则，只是一味的控制成本，对设备质量也不关心，设备还没有达到指定的要求，就已经流入市场当中了，这些不合格的设备就容易导致电厂的供电出现安全隐患，也不再具有稳定性。

4 电气自动化中智能化供配电系统的应用

4.1 计算电力负荷

一级负荷的连续性要求也是最高的，要采用组合式的供电方式，可以在主电源系统设备上增加辅助设备，来保障供电的连续性与稳定性，如果出现供应不足的情况，辅助设备也能及时为主电源系统设备提供补充电力。这样既能保障供电的连续性，也能为设备修理争取一定的时间，不免对社会用电造成影响。而二级负荷与三级负荷就呈现递减的情况，到了三级负荷的时候，如果出现断电的情况，设备是可以自行恢复的，不用进行维修，设备也能正常提供用电。电力负荷的设计对于电厂供配电系统中的电气设计来说，是十分重要的，电力负荷的设计效果会对电厂运行有着一定的影响效果。电力设计人员要保障电力负荷设计要能够应对各种等级的负荷问题，有针对性的设计出合理方案，保证供电的稳定性，设计人员要遵循设计原则，严格按照标准来进行设计，以保障在出现任何问题时，都能有最快速的对应解决方案，让电厂的供配电系统得到安全的保障，让电厂供电设备能够正常运转，电厂也能正常运行。

4.2 电源设计

在两个电源中都没有出现故障的情况下，即便其中一个电源出现故障，另一个电源都会来进行供电工作。在针对210kV系统进行设计的过程中，需要借助母线来设计10kV系统，然后再用机械闭锁两路电源以此来满足供电需求。同时，主电源呈现工作状态下，备用电源为断开。如果主电源出现问题，此时需要将进线柜的断路器断开，然后在将备用电源的进线柜断路器合闸。此外，在布置变电时需要将10kV高低配室以及控制室安排在最底层的地下室，在选择接地系统的过程中，中性点不连接接地系统。在针对380V系统展开设计的过程中，应该严格根据计算机系统和动力设备系统来进行配置。需要采用单母线分段方法来对照明计算机中的低压配电系统进行配置，共有3段，日常电力运行需要借助1段和2段低压母线进行供电，在1段和2段之间需要设置1号低压母线联络开关，将3段低压母线作为备用电源。在3段和1段之间的低压母线中设置2号低压母线开关。3段的低压母线不参与正常的供电工作。在电路无故障的过程中，3段低压母线不需带电。

4.3 直流插座开关

直流插座中可采用电力电子开关和自动控制技术，对电流、电压及电弧建立暂态过程小信号模型，通过对小信号分析及试验验证来控制电弧，以确保插头在充分接触插座导电体前没有电流或只有极小的电流流过，在插头即将与插座分离时断开供电，确保在此暂态过程中没有电流。为了解决直流插头和插座接触时产生的电弧问题以及对电能进行有效地管理与调度，设计了多功能智能直流插座。该插座具有取电控制、开通/关断、功率与电量测量、过流过压保护及无线通信等功能，同时还具有在电力线路上传输数据的功能，这样就无需另外增加数据传输电缆，既节约系统的布线成本，又提高系统的可靠性。

4.4 自动化控制

过去的人工操作需要精准的控制，还要进行繁重的处理，极其容易发生错误，所以自动化程序就在这时体现出了重要的作用。自动化的应用，能够在电厂供配电系统中发挥其反应灵敏，指令准确的效用，避免出现像是人工操作的那种错误。电气设计人员在实际的电厂供配电系统电气设计中，需要根据电厂的实际要求，对设备进行区分管理，对照明，通风等设备要予以关注，重视其摆放位置，要时刻谨记安全原则，完善消防通道设计，保障电厂工作人员的安全。

5 结束语

结合当前供配电系统自动化的发展现状和需求，确定了电气自动化的应用方向，可以提高其工作效率，提高控制管理质量，还能有效地排除故障，确保供配电系统的安全稳定。同时，分析了电气自动化在供配电系统中的实际应用。在后续的研究实践中，也需要结合实际情况不断地对其进行优化和完善，进一步加强对电气自动化的应用，促进供配电系统实现智能化发展。

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