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無錫港龍20KV變電所工程項目 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

更新時間:2021-05-24 點(diǎn)擊次數(shù): 1003次
劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定 201801
 
摘要:介紹無錫港龍20KV變電所工程項目,現(xiàn)場采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量、開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電間配電回路及配電房回路用電的實(shí)時監(jiān)控和管理。
 
關(guān)鍵詞:配電間;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)
 
0概述 
        本次項目主要涉及無錫港龍20KV變電所工程項目中的配電房進(jìn)出線內(nèi)的多功能電表,其中值班室置于監(jiān)控值班室。
1需求分析
       為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實(shí)時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電室等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時檢測報警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間,方便用戶找出非正常用電回路并且及時進(jìn)行整改,建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。
       本技術(shù)條件適用于無錫港龍20KV變電所工程項目配電房。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,但不僅限于此,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電房數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
數(shù)據(jù)采集
       自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù),自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
       支持實(shí)時采集、自動周期采集(定時采集)可配置周期(1分鐘~24小時)。
       支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn),異常數(shù)據(jù)自動處理。
       支持多線程處理機(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
       數(shù)據(jù)實(shí)時顯示采用配電箱主接線圖直觀顯示模式,各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數(shù)據(jù)分析與處理
       數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能:
       各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。
       各設(shè)備的用電負(fù)荷(有功、無功)最大、最小、平均值計算。
       統(tǒng)計各分站及整體的用電量(有功、無功)。
數(shù)據(jù)查詢與展示
       要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢,查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析,各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。
       數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限,分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
       操作層具備用能分析、累計用量、實(shí)時監(jiān)測、運(yùn)行記錄及比例、對比、對標(biāo)分析等功能。
       管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、分類分項的對比、對標(biāo)分析等功能。
       決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。
權(quán)限管理
       要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限,能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
       系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶控制機(jī)制,能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù),防止信息的丟失、失竊和破壞。
節(jié)能改造及效果評估
       要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。
參數(shù)設(shè)置
       可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護(hù)整定值。
       故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場采集模塊通訊故障,與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,方便用戶查詢,工作人員可隨時掌握變配電站實(shí)時運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理,提高變配電的管理效率,提升電力系統(tǒng)性、可靠性。
 
2  系統(tǒng)方案
       安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)無錫港龍20KV變電所工程項目的現(xiàn)場實(shí)際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至樓層的對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至監(jiān)控主機(jī),保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時性。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
       現(xiàn)場共計10臺高壓綜合保護(hù)儀表通過RS485總線接至配電房的通訊管理機(jī),通訊管理機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。
1)站控管理層
       站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在無錫港龍20KV變電所工程項目中主要指置于配電房的監(jiān)控主機(jī)。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
       通訊層主要是由N2S16-485I-ETS工業(yè)串口服務(wù)器兩臺、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,極大提高了配電系統(tǒng)的性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無人值守的目的。
3)現(xiàn)場設(shè)備層
       現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
智能儀表現(xiàn)場連接示意
       現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器,進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:
3  系統(tǒng)功能
       變電所實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示:
系統(tǒng)一次圖
       遙信和遙測報警功能,主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警,提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能,如下圖所示:
 報警功能歷史查詢
       事件告警記錄功能,主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間,為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因,如下圖所示:
       參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢一科大廈樓層配電箱進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示
電參數(shù)抄表
       用電量報表功能,可選擇時間段進(jìn)行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示辦公樓實(shí)驗(yàn)樓配電回路的精確用電量,用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示:
電能報表
       系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。
通訊結(jié)構(gòu)示意圖
       負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時和歷史趨勢曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
 
4  結(jié)束語
       在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,工業(yè)項目的配電性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在無錫港龍20KV變電所工程項目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對配電間出線供配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時顯示配電間內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運(yùn)行、可靠、穩(wěn)定,為工業(yè)項目解決用電問題提供了可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。
 
參考文獻(xiàn):
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》, 任致程、周中,中國電力出版社
[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》,高士宏,科技風(fēng)
[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計》,姚強(qiáng),科技天地
 
作者簡介:
劉細(xì)鳳,女,本科  安科瑞電氣股份有限公司

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