基于总线技术的箱式变电站智能配电的研究

姚贵栋

（国网山东省电力公司沂水县供电公司276400）

摘要：智能化发展是世界的发展趋势，不仅要求技术智能化，而且也要求生活智能化。电力系统作为两者的深度结合，因此智能化发展也是必然趋势。基于总线技术的箱式变电站对于实现配电智能化具有重要意义。本文将通过箱式变电站的特点、总线技术的要求以及发展的必要性等几个方面对基于总线技术的箱式变电站智能配电展开研究。

关键词：总线技术；箱式变电站；智能配电；研究

引言

占地面积小，成本低以及供电周期较短是箱式变电站的基本特点，也是其被广泛利用的根本属性。经济的发展，会提升人们对于生活的各个细节的关注度，电力系统的供应质量也是关乎民生的重要问题，因此加强配电的智能化建设是大势所趋，民心所向。因此本文对于基于总线技术的箱式变电站智能配电的研究具有重要意义。

1箱式变电站智能配电的概况

1.1箱式变电站智能配电的内涵

箱式变电站属于配电的终端装置，其建立只需要较小的空间，较低的成本投入便可实现快速的供电。这种交流配电装置处于50HZ、6到10KV配电网络，被广泛用于住宅小区以及各种服务型地点中。

首先将现场的开关量以及模拟量等数字化，其处理措施通过现场总线技术的智能综合保护装置完成，由此建立起基于总线控制的各种数据集合的数学模型。然后对模型展开一定的数据分析，从而实现数据与保护装置之间的完美配合。通过这样的一个完整但却精小的体系完成对箱式变电站的保护措施，也正是这种智能化，使得箱式变电站在设计和使用中都很便利[1]。

对于任何一种与电力相关的装置都需要有系统的支持和管理从而实现该装置的使用效果。箱式变电站对于数据的各种处理和监控也是经过一个完整的系统即箱式变电站智能配电系统通过对35/0.4KV的南方电网与10/0.4KV的北方电网的应用完成的。

通过一定的分析处理，掌握数据的动态变化，从而使箱式变电站的现场动态可以得到控制并对箱式变电站的使用提供安全保障。在这样的一个简单的过程中完成了对箱式变电站的智能保护，监控跟踪并改善配电性能。

1.2箱式变电站智能配电系统得以实现的总线技术

实现箱式变电站智能配电系统的总线技术被称为可编程逻辑控制器技术，又可简称为PLC技术。PLC技术在工业控制领域中扮演着重要的角色，在行业中具有引导地位。

传统的PLC技术在数字逻辑功能的处理上具有重要的应用，随着时代的发展，科技的进步，PLC技术在传统功能的基础上结合现代技术的精髓，形成了对于数据的全方位控制，包括数据动态控制、数据和过程的双重处理以及通信连网等高端性能控制。箱式变电站智能输电系统也是基于PLC技术形成的现场总线技术实现其强大功能的。

1.3箱式变电站智能配电在国外研究现状与发展

60年代中期，部分欧美国家就已经将箱式变电站引入到电网的使用中，在使用之初配备了齐全的运行监视仪器仪表，以保证箱式变电站的使用过程得到各种角度的控制[2]。

后来，随着微电子技术的提高，相应的箱式变电站智能配电系统也有了显著的进步。同时，无线通信技术也迅速涌起，GPRS无线通信技术已经成功的存在与箱式变电站的总站与分站之间。目前通过有效数据显示，在欧洲，箱式变电站的配电总量已经达到了70%，美国已经超过了80%，这些数据表明箱式变电站在电网中的使用即将被普及。

1.4箱式变电站智能配电的国内现状

箱式变电站的引用在我国是比较晚的，由于技术相对于发达国家来说比较落后，所以箱式变电站的智能配电系统的成熟也是在21世纪才逐步完善的。目前箱式变电站的智能配电在我国也得到了迅速的发展，并且得到了广泛的使用，但是在使用的比例上，目前还没有一个统一的数据，但是，它在电网中的发展一定会起到至关重要的作用。

2箱式变电站智能配电系统中的现场总线技术

现场总线是一种技术的结合，它涵盖的范围包括过程控制、自动化仪表和计算机网络技术。在这个信息时代网络社会中，现场总线就是二者在控制领域的应用结合，同时也是信息技术、网络技术从作用于空间到作用于现场的的一个转变表现，是其发展的必然趋势。

现场总线是一种通信网络，连接的两端分别是智能现场设备和自动化系统，以实现两者之间的数字化、多分支结构的双向传输。其发展来源于美国的英特尔公司，现在已经逐步成熟，向更高的层次进行发展。

通过简单的介绍可以知道，现场总线技术是一项网络时代的工业控制技术，其具有信息化、网络化智能化的多重鲜明特征，将会在未来的工业领域中被广泛使用。因此，应该倾注更多的力量作用于它的长久发展[3]。

3箱式变电站智能配电系统的问题和发展

箱式变电站智能配电系统在使用过程中经常出现的问题包括两个部分，即硬件问题和软件问题，下面分别对其进行分析。

3.1箱式变电站智能配电系统的硬件问题

箱式变电站智能配电系统的硬件组成主要包括可编程序控制器、总线式智能采集装置、总线式低压主断路器、HMT人机接口、现场总线的通信介质以及现场总线的预留接口。

目前出现的硬件故障主要包括负荷开关、低压主开关等不能合分闸操作，进线负荷开关、低压主开关跳闸故障，总线式智能采集装置掉电、无电压或者电流指示。一般而言可以通过彻底检查线路、电源、开关等找出产生故障的原因，当然复杂故障的产生也有可能是多方面因素共同造成的。

硬件系统对于箱式变电站智能配电系统而言就像是人体的心脏，若是硬件出了问题，不仅会导致工作无法进行，还会使设备本身存在严重的弊端，因此若是硬件出现问题则应该从根本的技术上进行剖析、完善。

3.2箱式变电站智能配电系统的软件问题

箱式变电站智能配电系统的灵活性以、可靠性及便易性等特点均与其软件的设计息息相关，因此在进行软件设计时一定要综合多种因素，多种条件。在这些软件的设计中，箱式变电站智能配电系统PLC软件编程组态设计、系统程序设计、就地监视主界面设计是箱式变电站智能配电系统软件设计中的关键[4]。

在软件中常见的故障问题包括现场HMI触摸屏状态信息不正确、现场PLC逻辑控制模块指示灯不亮、逻辑模块正常，但是系统无法合分闸操作以及逻辑模块无法工作等故障。针对于这些故障，一般的解决方法是检查装置的通信端口是否正常，检查逻辑模块与各个扩展模块之间的通讯线情况、检查合分闸继电器的电源情况和逻辑模块的损害情况等。

箱式变电站智能配电系统的软件问题涉及到其功能的实施效果，作为配电系统，其使用受到多方面的调控，且对日常生活具有较大的影响，因此完善系统的软件设计，是系统在配电过程中更加灵活、便利和准确的必要准备。

结论

综上所述，箱式变电站智能配电系统对于电力的发展具有重要的意义，同时也是信息时代和网络时代作用于工业领域的重要表现，它不仅提供了信息、网络未来发展的一个重要方向，也为工业领域的发展带来了新的生机与活力，因此，注重基于总线技术的箱式变电站智能配电系统中的软件与硬件故障，并及时的完善解决，对于未来社会的发展具有重要意义。

参考文献

[1]孟庆宽.基于现场总线技术的箱式变电站智能配电系统的研究[D].吉林大学,2010.

[2]戈政.智能配电变电站过程总线信息共享关键问题研究[D].东北电力大学,2011.

[3]张建忠.基于CAN总线的箱式变电站综合自动化的研究[D].东南大学,2005.、

[4]喻金.一种箱式变电站及其实时监测系统的设计[D].南华大学,2013.