建筑配电自动化系统的开发与运用

南空后勤部机场营房处 王 鹏

近几年来随着智能建筑被国外不断的发展，在建筑行业内已经成为了衡量一个国家建筑水平的重要标志，同时建筑系统内的的配电自动化也成为新的重点。建筑的配电自动化系统，指的就是利用电子技术以及通信技术和计算机网络技术等把建筑物内部的数据以及操作信息、用电情况和电力调配信息等进行集成化然后可以实现电气管理的自动化以及对建筑物内事故的监测和保护以及控制等，综合起来就是可以实现对建筑物内电气自动化以及管理一体化的综合系统，本文就对于建筑的配电自动化系统进行分析和探讨。

一、建筑配电系统自动化的设计分析

对于建筑物的配电系统的设计除了需要贯彻执行我国的有关技术规定之外，还可以做到安全以及经济性，同时还需要从技术上考虑一些更为复杂的设计需求。

1.设计原则分析

在建筑物内进行配电系统自动化设计的时候，其需要遵循的几个原则分别为：可靠性原则、独立原则、分散原则、灵活原则以及规范性原则和分层分布原则几点。

为了可以充分的保证建筑物内供电的稳定性所以在选择技术时应该要选择应该了我国有关部门认定以及检测过的成熟技术，同时需要对技术进行现场检测以及综合的保护。同时，配电自动化系统的设计还应该严格的贯彻和执行我国以及行业内的标准以及规范等，比如说在选择接口规约上应该遵循我国的技术标准以及行业要求，并且考虑到直流系统以及交流系统的不同建设需求进行选择，对于特殊的通讯规约需要具备更为详尽的文本。分层分布原则，就是要按照建筑物的不同楼层来进行分布，这样才可以更为充分的应用现场总线以及其他的通讯技术来解决建筑物内存在的数据交换问题。因为建筑物内配电系统的特殊性所以其保护功能也应该具有一定的独立性，不可以依赖于其他的控制设备等，对此应该建设专门的装置。在单元之间的装置会具有比较高的可靠性以及抗干扰性，可以实现全分散，结构平台应该灵活方便并且具有可以和建筑物的其他系统进行集成的能力。

2.建筑物配电系统的设计要求分析

对于建筑物配电自动化系统的设计要求，第一点就是需要具备rtu的所有功能，也就是可以把测到的信息等都转换成可以通过媒体进行传输的数据格式，并且可以从计算机中传输来的数据转成命令进行扩散从而实现对于建筑物内设备的控制，这样就可以让建筑物的配电站在无人值班时实现自动化操作。

第二个设计需求，就是对于计算机的保护以及对于软件和硬件设施以及监控系统之间要有协调性以及独立性。具体来说就是在系统运行的过程中对于继电的保护动作等都只可以与保护装置进行关联，不可以依赖于系统中的其他环节，这样才可以充分的保证在自动化系统中其不受到其他环节的影响，可以在环境中进行更为独立的工作，同时保护又可以跟监控系统保持密切的联系。

第三个的设计要求就是系统要具备更强的抗干扰能力，在对配电系统的总体架构进行设计的时候，要做到主次明细，对于关键的部分要留出一部分的能力，然后在考虑等整体系统的环节时，子系统要具有独立性，这样才可以更为独立的对于故障进行诊断以及自动恢复，在任意一个部分发生故障的时候，可以迅速的把诊断信息传递到处理控制中心并且进行警告。

配电系统设计的第四个要求就是要具备良好的扩展能力以及适应能力，比如说设备的人机界面要良好，这样才可以方便操作人员更为便捷的通过计算机屏幕来了解各种运行情况，同时可以及时的实现操作，在有人值班的时候可以后台操作，无人时可以进行上级调度以及工作站调度控制。

配电自动化系统设计的第五个要求就是可以实现远程通信功能，具体来说就是要让配电系统依靠先进的通信技术以及网络来实现站内数据以及信息的远程传递到调度中心或者是管理中心等。

3.建筑配电自动化系统的架构设计分析

在建筑物内的配电系统作为整个建筑物的动力系统，对于建筑物内的其他系统比如排水系统以及照明系统、消防系统等来说是向其提供正常运行所需的电力能源的系统。建筑配电自动化系统的两个重要内容，第一就是要通过微机来对系统进行监控。对于配电系统的计算机监控，通常来说可以分为集中方式和分散方式两种类型。集中式就是对于建筑物内所有的二次设备按照功能划分来进行控制以及管理，也就是要把所有的电缆都集中在中央控制室内进行控制管理。分散式的管理方式指的就是把建筑物内的所有继电保护按照其不同的功能安装到不同的开关柜上来达到保护功能的分散。第二就是进行遥控操作，对断路器以及电动隔离开关等进行自动遥控操作来实现真正的远程监控。远程控制主要是为了满足建筑配电自动化系荣可以进行上级监控以及领导的直接管理需求，例如某配电系统按照上级监控系统的通讯协议经过转换之后进行接入就可以实现上级监控中心对于配电自动化系统中所有设备的监控。建筑物配电自动化系统通常来说都是采用分析分布的结构形式，这样就主要由站基层以及间隔层以及设备层来组成。站级层的组成部分包括了可以实现远传以及通信功能的前置机以及可以实现监控功能的后置机。其作用就是可以实现把采集到的运行信息以及实时数据等都上传到监控中心的通信管理机组上，同时可以接受以及执行主机下达的监控命令等。间隔层主要是由测控单元来组成的，可以实现继电器的独立保护作用，同时可以有效的提高系统的可靠性以及维护能力。间隔层可以跟开关以及保护局、变压器等实现直接通信来进行信息的采集以及传输和控制。设备层，主要是计算机控制系统和以太网交换机、服务器等来组成，可以通过计算机团结来对采集以及传递的信息进行处理。

二、配电自动化系统的基本调试和实现分析

对于建筑物的配电自动化系统内的所有设备进行安装完成之后，对于系统的软件和硬件设备需要进行试运行，在试运行的过程中如果出现了功率因数报警引号频繁等就可通过补偿器等来对此进行分析和处理。在运行正常的情况下，保护管理机一旦发现了某单元出现不正常情况就会立即报告给监控主机，然后实现对不正常单元的保护管理以及修改命令等。在系统内的数据库中有扫描周期，整个自动化系统的扫描时间仅为几毫秒，对于整个自动化系统所有的设备进行扫描需要的时间不会超过1秒钟，所有功率因数报警现象是属于正常的现象。在建筑物的自动配电系统中需配置监控系统，这可以有效的减少工作人员，在出现了事故的瞬间就可以通过计算机进行显示以及处理，之前的人工抄表等工作也都可以实现通过计算机来进行完成，有效的降低了工作强度。同时还可以实现数据的调用，除此之外，高雅倒闸工作等也都被计算机替代，这也就充分的保证率工作过程的安全性。

三、对建筑自动配电系统的日常管理以及维护工作

1.建筑物配电系统的管理分析

对于建筑物的配电自动化系统的管理其主要目的就是要保障其安全性，以免在使用电能的过程中不会出现事故，保护工作人员的人身安全等。除此之外，对于建筑配电自动化系统的管理也可以更好的满足建筑物内用户多样化的需求，不至于出现断电现象。同时也可以满足建筑物内用户对于电压以及频率等提出的多种需求，更好的保障电能的优质输出。所以时候对此就要做好建筑物内自动配电系统管理人员的选拔工作，要建立设备档案来明确配电系统的产权明细，同时要做好配电系统的管理以及对于发电机房的管理和交接班工作，只有这样才可以实现对于配电自动化系统更好的管理。

2.对于建筑配电自动化系统的维护工作

对于建筑物配电自动化系统的维护工作，其主要的三个方面为对于配电设备的维护、养护以及对于配电线路的维护。对于配电系统设备的维护主要分为两个方面，第一就是日常的巡视维护以及定期的检查保养。维护工作通常来说都是在建筑物正常供电的情况下进行，可以分为巡视以及检查、清扫以及加油等环节，主要检查对象是设备的外观以及连接部分和音响设备。在特别情况下对于设备的维护工作则包括了更为专业的技术检查以及运行质量检测和分析。然后根据维护需求来对不符合条件或者出现问题的设备进行更换来保持系统的正常运行。对于需要进行维修的设备可以送至厂家或者专业的维修部门进行维修，或者直接淘汰。对于配电线路部分的维护工作主要包括了对于架空线路的维护以及电缆线路的维护两个主要方面。

3.在配电自动化系统中需要注意的问题

第一就是抗电磁干扰，因为一些配电自动化系统的工作是在强电磁场的干扰环境中进行的，所以配电自动化系统就需要具有很强的抗干扰能力，所以在单元之间都是采用串行传输以及光缆进行通信。第二就是高可靠性，在配电自动化系统中采用更高品质的32位或者16位微处理芯片或者是具备抗干扰能力的芯片可以更好的提高其自身的性能以及可靠性。第三就是其系统配置的灵活性，现在配电自动化系统更多的是采用多处理器分散式结构，在内部的模块采用总线进行连接，同时软硬件结构进行模块化以及分散的处理形式。这样就可以更好的配置在各种类型的建筑中。

四、结语

目前随着我国计算机技术以及自动化技术和通信网络技术的发展，建筑物的配电系统自动化也开始出现了很多变化，大大提高了自动化配电系统的性能以及咳咳哦啊新，但是目前在配电网的建设中还是出现很多问题，比如结构薄弱或者送电能力较差等。所以配电自动化系统的发展，还需要我国在配网建设以及整体规划等角度下功夫，这样才可以更好的配电同时保证配电质量，不仅满足配电系统化的目的还可以提高用户配电以及日常用电的安全和可靠性。

[1]谢亚国,李军学.自愈式双环光纤通信在变电站监控系统中的应用[J].电工技术,2006(09).

[2]张洪兴,韩维昌,冯庆东.配网自动化系统有关问题的分析[J].电力设备,2004(04).

[3]黄志伟,严正,陈允平,倪以信.电力市场环境下配电系统综合自动化探讨[J].电力自动化设备,2004(05).