GGD低压配电屏的智能化改造

何雄安

摘要：现代的电气产品随着时代发展更新换代，已不局限于有点控制、站前操作、监测、读表等传统形式。广大电力用户迫切需要新的智能型产品满足日新月异的电力设备市场需求；具有遥控、遥测、遥讯、遥调及快速切除故障、恢复送电等智能化的输变电开关设备，将是传统产品改造中理想的升级换代产品。

关键词：改造方案；低压配电；GGD

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0117-02

在很多农村及较远距离的泵站和低压配电室，大部分都使用的是GGD固定式开关柜。如果配备专人值班，增加人工成本，工作效率低，如果不配人值班，一旦需要操作，非常麻烦。如果进行智能化改造，使之具备四遥功能，就可以远程进行监控和操作。

1 改造方案

我们改造后的智能配电系统由间隔层、通信层和站控层三部分组成。

间隔层：包括开关柜及现场的数据采集、操作控制部分。考虑到成本因素，我们没有选用智能化低压电器作为现场开关柜侧的数据采集及操作单元。而是采用了常规断路器（接触器）+智能仪表模块的方式，这样组网方式灵活，兼容性好，而且成本仅为采用智能断路器的40%

左右。

通讯层：完成现场间隔层和站端控制层之间的网络连接，实现间隔层和站控层之间通讯数据的上行和下达。因为我们选用了标准RS-485接口的智能仪表，通讯组网方式相当灵活。在间隔不多的子站可以用485直接组网，通过485/232口直接与监控主机通讯或与仪表DCS系统通讯。在多子站、多回路或异地分布时，可配置通信管理机，可实现通讯数据采集、协议转换、数据二次组态、总线转换、同时与上级主站进行数据交换，并可与调度、智能楼宇BAS、DCS等系统信息共享。

站控层：监控主机采用高性能计算机及esynall电力综合自动化软件，可实现整个中、低压配电系统的“四遥”监控，同时具有对所有电气设备运行状态进行实时监控、电气参数进行实时测量、事故异常报警、事件记录和打印、电能管理和负荷控制、电力品质分析、统计报表生成和打印、高速顺序事件记录各种图表的汇总、分类、输送或上报，并具有打印、存盘和光盘刻录存储功能；同时系统还具备与智能模拟屏、智能直流屏及其他智能设备以及上级自动化系统的通信联网功能。

我们开发的智能低压配电系统，能实现完备的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，兼容性好、扩展性好，运行可靠，成本低。但是由于智能电力仪表本身的特点，在实现遥调功能方面仍有一定的限制，只能实现4～20mA的开环调节，在实际工程中，我们利用变频器本身的功能实现了风机水泵的遥控调节。今后我们将通过不断的改进，实现更完善的调节功能，提高系统的可靠性。

2 改造的实例

图1 DW15万能断路器的改造

我协助某输变电有限公司所做的某山区水泵配电室智能化改造情况如下：

该配电室距离变电所达500米，如果可以通过智能化改造实现四遥功能，可以提高工作效率，减少成本。

原配电柜主开关采用的是DW15万能式断路器，缺点是没有故障跳闸输出接点，所以我们对开关进行了小的改造，增加了故障输出接点。改造接线原理图如图1所示。

说明：当线路故障时（速断/失压）和电动分闸、热继电器动作时，DW15连杆均旋转，带动挡板，所以可在挡板下加微动开关KK，微动开关KK动作时即说明有分闸动作。然后在分励线圈上并联中间继电器K4，只要中间继电器K4同时动作即说明是正常分闸，无需输出报警信号。排除正常分闸情况即可输出故障报警开关量信号。

如开关分闸瞬间，K4失电，微动开关KK尚未复位时易误报。所以加了时间继电器KT，分闸瞬间短时间内闭锁故障输出继电器K5。

改造材料清单如表1所示。

GGD开关柜改造接线原理图，如图2所示：

图2 GGD开关柜智能化改造接线原理图

用同样的方法，我们对该水泵配电室的一台水泵开关柜进行改造，安装了电机智能控制器。

通过改造后，我们实现了该水泵配电室的智能化，达到了以下功能：

（1）更先进的保护功能，可以通过智能控制器，实现可靠的数字化保护功能。

PDM-810MR具有短路、堵转、定/反时限过载、欠载、电流不平衡、接地、漏电、缺相、过压、欠压、失压/欠压再启动等多种完善的数字式综合保护功能。

（2）通讯功能，可以实现远程测量和监视，可以实现电度自动记录生成报表。PDM-820AC实现了30多种三相/单相电量的综合测量：相/线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率等有功/无功电能计量、谐波的统计。

需量统计：测量电量（电能除外）的最大/最小/平均值，可以实现专业的双向有功/无功电能的分时段测量。可以实现自动生成电能和电量报表。

（3）远程操作功能。可以在变电所内实现对水泵配电屏进行水泵的启动、停止以及主电源开关柜的启动停止等操作。

（4）其实我们选用的电机保护器PDM-810MR（带4～20mA输出）还有远程调节的功能，因为客户的水泵不需要远程调节转速，所以该功能没有得到验证。但是从我们试验的结果来看，该功能相当方便而且抗干扰能力也很强。

3 结语

随着信息技术的不断发展以及企业对自动化和输配电系统相结合的需求的增长，低压配电系统的智能化设计顺应了科学，合理地使用电力能源，节能降耗的时代潮流，是一种必然的发展趋势。智能化低压配电系统在我国正在向小型化、多功能方向发展，现场总线技术的不断发展与应用将逐步提高智能化低压电器产品在网络上的兼容性和系统运行的可靠性。