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基于现场总线技术的箱式变电站智能配电系统的研究

孟庆宽  
【摘要】: 箱式变电站由于占地面积小、投资少、供电周期短而得到广泛应用,成为供电网络终端重要的配电设备。随着我国经济的快速发展,对电力的依赖越来越大,无人值守、可靠性、安全性、远程管理功能已经成为箱式变电站配电系统发展的必然趋势。 论文针对作者所在公司在高新区立项的“智能箱式变电站”项目,在全面了解箱式变电站国内外发展现状的基础上,结合最新发展的工业控制技术对箱式变电站智能配电系统进行深入研究,通过建模设计,成功开发了智能配电系统。通过工程实际应用检验,所设计的智能配电系统满足用户的各项要求,系统运行安全、稳定、可靠,功能齐全,操作方便。论文的主要研究工作如下: 首先,从箱式变电站的常规系统分析入手,建立方案模型,结合模型对配电系统的高压、变压器、低压、无功补偿等系统分别进行智能化的研究,分析智能化实现的技术基本条件与要求。 第二,确立智能化解决方案,采用基于现场总线技术的智能配电系统方案,通过现场总线技术完成高压、变压器、低压、无功补偿等数据采集,通过支持现场总线的PLC(Programmable Logic Controller)可编程逻辑控制器完成数据的分析与处理。PLC技术、工控软件技术以及总线式智能产品等的应用与发展,为解决箱式变电站的智能配电系统提供了很好的平台,结合上述工控产品,论文采用并行设计、模块化等研究方法,将配电系统分为高压配电、变压器配电、低压配电、无功补偿等若干子系统进行分析,通过对每个子系统智能化实现方案的研究,最终实现整体基于现场总线技术的智能化配电系统方案。 第三,在分析箱式变电站各子系统的基础上,根据系统数据采集、检测、传输、控制的具体要求,给出智能配电系统的硬件搭建方案,同时对方案现场总线、PLC、总线式智能配电数据采集装置、HMI人机接口、工业控制软件等在智能配电系统中的具体应用进行了详细的阐述。 第四,硬件平台搭建之后,进行了智能配电系统的软件设计。遵循结构化程序语言的设计原则,将智能配电系统的各个子系统的控制任务层次化,设计软件实现的流程图,编写、调试软件程序,设计出完整的智能配电系统的程序软件。 最后,根据项目的实际调试运行数据,分析并总结了该箱式变电站智能配电系统的厂内试验调试过程、调试试验方法、参数设置以及“四遥”的参数与数据,系统软、硬件问题处理与故障分析。 通过系统的实际运行和调试表明,系统能够实现智能运行的各项指标要求,运行安全、稳定、可靠,操作灵活方便,达到了用户非常满意的效果。论文采用现场总线技术,结合工业级工控产品实现箱式变电站智能配电系统的方案,其硬件设备具有广泛的工业应用基础,结合智能配电系统理论,使采用工业工控产品开发箱式变电站智能配电系统成为可能。论文的研究成果不仅降低了箱式变电站智能化的门槛,而且使其整体的配电水平得到了提高,为生产企业提供了一种大众化的参考方案,对配电生产企业终端产品的研发具有理论指导意义和应用推广价值。


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