智能配電系統(tǒng)在水廠中的應(yīng)用分析

韋蘭華

柳州威立雅水務(wù)有限公司 廣西柳州 545001

因?yàn)樗畯S設(shè)備利用率總體較高，所以變配電系統(tǒng)在一定程度上就將自身的價(jià)值以及意義凸顯出現(xiàn)，同時(shí)在變配電進(jìn)行運(yùn)行中處于中心地位，因此出現(xiàn)了一定問(wèn)題，那么就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)大面積停運(yùn)的情況。將水廠變配電運(yùn)行關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)分析，可以有效提升變電運(yùn)行的效率[1]。

之前的水廠配電系統(tǒng)中， 高低壓配電柜一般會(huì)安裝各種儀表，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，也有著專(zhuān)人來(lái)定時(shí)到廠區(qū)中配電間進(jìn)行巡視，記錄數(shù)值做好數(shù)據(jù)的分析以及處理工作，即便有一部分計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的配電，大部分也只進(jìn)行只監(jiān)不控，因此計(jì)量精度以及同步性總體較差，因此滿(mǎn)足不了配電質(zhì)量的需求。

1 配電系統(tǒng)特點(diǎn)與運(yùn)行機(jī)制

配電系統(tǒng)是總配電力系統(tǒng)從高壓配電變電站出發(fā)，將電力傳送到客戶(hù)端這一階段系統(tǒng)稱(chēng)為配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整合的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，各組成元件有效銜接通過(guò)多種設(shè)備以及配電設(shè)施共同組合和正常運(yùn)行，保障電力能夠根據(jù)所配置的多向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行變換電壓并直接向終端用戶(hù)輸送和分配電力。這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常由發(fā)電、輸電以及配電三大部分組成。

2 電力系統(tǒng)中智能配網(wǎng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

為了保證電力系統(tǒng)之中智能配電設(shè)計(jì)的高效性，設(shè)計(jì)目標(biāo)必須保證精準(zhǔn)、合理以及全面。第一為了保證配電變壓力的精準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行高精度地運(yùn)行，要求設(shè)計(jì)性能良好的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要求將配電監(jiān)測(cè)終端數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)作為基礎(chǔ)。第二為了確保配網(wǎng)系統(tǒng)故障可以第一時(shí)間進(jìn)行解決和反饋，降低對(duì)供電造成的影響，要求設(shè)置與之相關(guān)的報(bào)警、控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。要求注意的是，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備過(guò)程中，要求確保設(shè)備的兼容性以及自動(dòng)恢復(fù)性，進(jìn)而確保設(shè)備終端在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性以及安全性[2]。

2.2 功能設(shè)計(jì)

不僅僅要求進(jìn)行設(shè)計(jì)目標(biāo)外，同時(shí)要求對(duì)電力系統(tǒng)之中智能配網(wǎng)功能做好色劑工作。但是智能配網(wǎng)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)包括有以下功能：配網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能、GPRS無(wú)線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸功能、配網(wǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸和自動(dòng)報(bào)表功能、開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制功能、故障檢測(cè)功能、故障診斷和修復(fù)功能。對(duì)于該功能的設(shè)計(jì)，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)于配網(wǎng)的智能化管理，不斷提升配網(wǎng)的可靠性以及安全性，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)配網(wǎng)管理效率的提升。

3 智能配電系統(tǒng)介紹及實(shí)施方案

3.1 智能配電監(jiān)控系統(tǒng)

設(shè)備層是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的前提，主要由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)組合而成，依次完成不同變配電室的變配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)與控制命令的執(zhí)行。主要由智能電力儀表、智能開(kāi)關(guān)、控制設(shè)備組成。對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)、傳感器參數(shù)實(shí)施監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)出來(lái)的信息進(jìn)行上傳，接受控制級(jí)指令完成相應(yīng)的控制操作。為站控層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并完成站控層發(fā)出的操作命令。

網(wǎng)絡(luò)通訊層是站控層和設(shè)備層之間的樞紐層。主要功能是將設(shè)備層采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理器上傳至網(wǎng)絡(luò)通訊層，最后送至監(jiān)控中心供客戶(hù)管理、查詢(xún)。他接收設(shè)備層發(fā)出的各種斷路器狀況及電力數(shù)據(jù)，依據(jù)上述信息展開(kāi)分析、處理，結(jié)合站級(jí)層（或網(wǎng)絡(luò)通訊層操作人員）發(fā)布的命令（或設(shè)定參數(shù)），發(fā)布的操作指令到設(shè)備層，并把一系列數(shù)據(jù)上傳到站級(jí)層。

站控層是整個(gè)工廠配電系統(tǒng)的核心部分，完成對(duì)電力監(jiān)控過(guò)程中各部分的管理和控制。中央監(jiān)控層配置具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的數(shù)據(jù)服務(wù)器、管理級(jí)的人機(jī)接口，系統(tǒng)軟件采用選用因萊公司的電力專(zhuān)用軟件平臺(tái)INT-SCADA，軟件為滿(mǎn)足電力系統(tǒng)使用的應(yīng)用設(shè)備多、縱向與橫向聯(lián)系緊密等特征。

3.2 系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

在主干網(wǎng)之中應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)，選擇Conscienceless相關(guān)光環(huán)網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)低壓柜塑殼開(kāi)關(guān)、框架開(kāi)關(guān)的狀態(tài)以及控制就可以通過(guò)PLC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從PLC數(shù)據(jù)監(jiān)控站主站配置有著以太網(wǎng)接口，進(jìn)而通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)接入到光纖以太網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表就可以通過(guò)數(shù)據(jù)終端控制器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)接入到光纖以太網(wǎng)中，與此同時(shí)，每一個(gè)變電所子站中將PLC數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)終端控制器以及交換機(jī)等構(gòu)成局域以太網(wǎng)[3]。

3.3 子站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

每一個(gè)子站網(wǎng)路結(jié)構(gòu)基本類(lèi)似，區(qū)別在于設(shè)備配置數(shù)量存在著差異，系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以PROFINET控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)上之中以太網(wǎng)交換機(jī)、PLC、現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏、監(jiān)控軟件等等都支持PROFINET的產(chǎn)品，智能儀表、UPS、電氣火災(zāi)探測(cè)器、變壓器溫控器等設(shè)備都可以通過(guò)通訊模板以及或RS485接入數(shù)據(jù)終端管理控制器以后，然后再通過(guò)PROFINET控制網(wǎng)絡(luò)將其上傳到智能配電系統(tǒng)之中。

河邊取水：加壓泵前后的管道有壓力表，流量表，水質(zhì)測(cè)試儀等多種儀表，之前只有壓力表與PLC連接，并沒(méi)有流量計(jì)及其他一些監(jiān)測(cè)儀表，隨著生產(chǎn)質(zhì)量要求的增加一些流量講儀表或其他溫度儀表并接入到泵站PLC。

絮凝沉淀：源水首先經(jīng)過(guò)一級(jí)泵房引入配水混合井，設(shè)置加藥計(jì)量后進(jìn)行混凝反應(yīng)，設(shè)置加氯加藥計(jì)量后進(jìn)行混凝反應(yīng)，由2臺(tái)攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械混合，混合時(shí)間為54s，攪拌速度梯度G=500s-1;混凝后的水進(jìn)入對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格絮凝平流沉淀池(1座2組)，絮凝時(shí)間:T=19min，過(guò)網(wǎng)流速依次為0．28m/s、0．24m/s，反應(yīng)池GT值為4．9×104，沉淀池底部的污泥由排泥泵定期排出并設(shè)置虹吸式桁架吸泥機(jī);

濾沙過(guò)濾后的水根據(jù)水泵的出水量以及在儀表監(jiān)控的取樣值進(jìn)數(shù)字計(jì)算泵投加消毒劑。雙濾料過(guò)濾器配有1臺(tái)反洗泵，具體控制方式是根據(jù)過(guò)濾器尾部出水口的在線懸浮物檢測(cè)儀檢測(cè)到的懸浮物含量和過(guò)濾器的迚水出水的水頭損失進(jìn)行控制。

4 結(jié)語(yǔ)

智能配電系統(tǒng)集成具有著自動(dòng)化程度較高、操作性好、可靠性?xún)?yōu)秀、可擴(kuò)展性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，在目前水廠自動(dòng)化程度逐漸提升的背景下，多種智能型生產(chǎn)設(shè)備逐漸出現(xiàn)，智能配電系統(tǒng)也是對(duì)水廠強(qiáng)電管理的相關(guān)創(chuàng)新，也是自動(dòng)化以及智能設(shè)備管理基礎(chǔ)，其可以在一定程度上對(duì)成本核算以及管理上有著較為重要的功能。