水厂智能配电系统应用要点解析

吉 翔

（合肥供水集团有限公司，安徽 合肥 230000）

在生产自动化与智能化水平不断提高的背景下，对水厂原有生产系统进行改造优化，是实现水厂持续发展的重要保证。智能配电系统具有可靠性高、自动化水平高以及可操作性强等特点，并且为满足实际生产需求还可以进行扩展设计，使其可以更好地满足水厂自动化生产的需求。尤其是随着水厂中各种智能型生产设备的不断增加，传统的生产管理模式逐渐无法适应实际发展的需求。将智能配电系统用于水厂中，可以基于PLC 融合现场总线优化水厂强电管理，提高水厂生产的综合效益。该文基于智能配电系统的技术特点与优势，联合水厂生产的实际需求，确定智能化配电系统的应用方向和要点，在专业技术的支持下，争取实现生产效率的最优化。

1 智能配电系统特征

智能配电系统需要严格遵守相关规定标准，以满足用户切实需求为目的，在低压配电系统的基础上进行二次开发，实现电能管理系统功能的多元化，以更强的专业性、可靠性以及操作性等作为支持，达到最佳的运行管理效果。就智能配电系统的应用效果来看，通过遥测与遥控可以对负荷进行灵活调配，为配电设备的运行优化提供支持，在提高设备运行效率的同时，降低电力资源的损耗，并且可以主动记录用电高峰和低谷信息，为能源管理提供可靠支持。另外，智能配电系统可以对各项运行参数进行实时监测，包括电压、电流、变压器温度、有功功率、无功功率等，还可以自动监测和记录直流屏、柴油发电机等设备的运行参数，以此作为实际管理的重要支持，确保水厂生产活动的有效进行，减少电力资源的浪费，提高经济效益[1]。总体来说，智能配电系统对于水厂的持续发展具有重要意义，需要从实际情况出发，确定智能配电系统的应用要点，并通过对系统的各组成部分的管理，将其所具有的优势完全发挥出来。

2 智能配电系统在水厂中应用分析

水厂所应用的配电系统，在常规情况下系统高低压配电柜配置了众多类型的仪表，主要用来动态监测系统的运行状态，及时掌握系统的变化情况。但是需要安排专人定期对厂区内的配电间进行巡视，完成各类数据的记录与分析工作。就目前的应用效果来看，虽然配电系统与计算机技术进行了有效融合，但是大部分情况下只能够对系统进行监管，不能根据需求进行操控，这就在很大程度上降低了计量的精确性与实时性，无法作为水厂配电管理的数据支持。相比来看，智能配电系统所应用的多功能智能电力仪表则可以适应更多的工况需求，且通过通信接口可以实现对仪表的编程、数据采集等操作。综合保护器在配电系统中的应用，不仅能够对电力参数进行实时监测，同时还能够对各设备装置的运行状态进行管理，保证其满足生产要求。另外，PLC 作为工业控制计算机，已经被有效应用到电气控制系统内，可根据需求完成复杂的逻辑控制，具有编程难度小、维护需求低以及可扩展等优势。尤其是PLC配置了多种通信接口和模块处理，可以对系统进行实时监控，通过与以太网的可靠连接，使PLC 工作站和监控服务器之间可以进行数据交互[2]。与传统配电系统相比，智能配电系统在水厂中的应用，可以进一步减少对劳动力的需求，并以实时监测数据作为支持，提高配电系统的管理效率，提高电力资源的利用率，为企业生产获取更多的经济效益。

另外，智能配电系统不能够完全等同于智能型高低压开关柜，智能电力系统的配置是以满足企业的实际应用需求为基本要求的，可选择全智能型器件与控制设备的开关柜的方式设置，或者是选择传统电器元件与控制设备的开关柜的方式设置，以及可以选择混合的方式设置，在面对不同生产需求时具有很强的灵活性，可以满足不同的应用需求。

3 智能配电系统在水厂中应用要点

3.1 智能配电系统应用

以某水厂应用的智能配电系统为例进行分析，系统选择普通电控型断路器作为执行器，并通过PLC 来对运行状态、运行参数进行自动检测以及自动控制。另外，在开关柜中配置多功能智能电力仪表以及综合保护器。主站通信模块应用的是MVI56-MCM，利用现场总线和RS-485 通信网络接口来实现主站与从站的有效联接，实现数据的交互[3]。其中，从站需要向主站可靠传输每个开关柜断路器的运行状态信息与电量参数的数据信息，同时有效接收上位机的遥控操作命令，对断路器开关状态进行相应的控制。目前大部分的水厂在建设时设置了较多数量的现场总线，在一定程度上会影响通信控制的时效性。因此在实际的设计过程中，就需要以通信的方式来传送电量参数，并通过PLC 接点控制方式来控制分合断路器，即利用PLC 输入输出模块，采用干接点的方式将断路器的开关信号、位置信号和故障信号等传输给PLC。同时通过继电器输出的方法，促使分合闸控制命令能够可靠地连接到电气二次回路，通过上位机来控制断路器分合闸状态。基于交换机和中央控制室监控服务器的PLC 工作站主要负责完成数据的交互，以及生成数据报表并完成安全存储。

3.2 智能配电系统组成分析

3.2.1 硬件系统组成

硬件系统应用的是二路进线模式，选择单母线分段供电方式时，进线需要与母联三开关两合闸连锁，馈线柜原理在传统配电系统上未发生改变。另外，如果是双母线供电模式，进线会需要与母线三开关两合闸连锁，进行分段电容补偿，馈线柜原理在传统配电系统上未发生改变[4]。

3.2.2 软件系统

应用Control Logix L55Ml3 处理器来实现馈线控制与数据采集处理，并基于Control Logix 系统配置的RSLogix5000系列编程环境完成各项动作。选择RSView32 监控软件来保证上位机监控界面功能的实现，基于SQLServer2000 数据库系统来完成数据库存储和数据报告生成[5]。并且，通过ASP.NET 以及VisualBasic 软件开发技术来实现系统数据的转换、存储以及报表生成。

3.2.3 系统检测元件与开关元件

智能配电系统想要实现对各项参数的实时监测，必须要有各元件的支持，包括电流互感器、电压互感器以及漏电流检测互感器等，才能够完成对电流、电压等电量参数的实时检测。普通电控型断路器作为智能配电系统内的关键元部件，作用于主进回路和联络母联的开关控制，同时也可以实现对大负荷馈电通路的开关控制。结合低压配电开关自身具备的过载、短路和失压保护等基础功能，和所具有的合闸、分闸、脱扣等指示，其在低压配电系统中的应用十分重要[6]。通过联合应用断路器和综合保护器，争取在最大程度上将其具备的短延时反时限、过载长延时反时限以及定时限等功能有效地发挥出来。

3.3 现场数据采集

低压配电系统功能的实现在于多功能电力仪表的应用，而高压配电则是依靠多功能综合保护器，再加上应用现场总线模式，确保RS-485 接口与PLC 工作站之间能够完成高质量通信。水厂建设应用现场总线技术的成功案例比较多，针对现场的生产情况，在微机化测量控制设备之间构建双向串行多节点数字通信系统。其中，通信过程即由主设备先发出查询，然后从设备来对查询信息进行响应。

对于主设备的设计，其功能性足以满足与从设备的单独通信要求，并且从设备响应的同时还会返回一个信息。

3.4 系统监控管理

对于采集到的现场数据，全部传输给中央控制室，实现各PLC 工作站与监控服务器之间的数据交互，作为系统管理的重要支持。同时，在RSView32 组态软件的支持下，将RSLinx 数据连接软件应用于监控服务器系统中，可以更加有效地完成OPC Server 服务功能，只需要通过中央控制室的计算机便可以获得精确可靠的数据信息，了解各配电间每个开关柜的电量参数情况，以此作为生产管理的重要依据，最后通过上位机发送命令，达到控制现场设备运行状态的目的。通过系统监控来实时掌握水厂配电系统的实际运行状态，这样就可以根据生产需求来进行灵活管理，不仅可以提高生产效率，同时还能够有效预防各类危险事故的发生，保证生产过程的安全性，获得更高的生产综合效益。

4 结语

水厂在社会生产生活中具有至关重要的作用，为满足新时代发展的需求，水厂在建设发展的过程中应用了更多新型技术以及设备工艺。在此情况下研究智能配电系统在水厂中的应用，确定应用方向以及要点，对进一步提高生产效率以及降低资源损耗具有重要意义。就目前的应用现状来看，智能配电系统在水厂中的应用已经取得了一定的成果，但是在技术设备持续不断更新换代的情况下，目前所取得的成果不足以完全应对时代发展的需求，还需要我们持续不断地进行研究创新，更好地利用新型技术，从专业角度出发，做好技术应用，为实现水厂的持续健康发展提供保障。