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金川河泵站供配電系統(tǒng)改造電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應用

時間:2020/4/1閱讀:1056
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徐霜

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要:介紹金川河泵站供配電系統(tǒng)改造電力監(jiān)控系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(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)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-2000Z型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。

 關(guān)鍵詞:泵站;智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)

 

0  概述 

       本項目為金川河泵站供配電系統(tǒng)改造電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對金川河泵站供配電系統(tǒng)改造項目的變電所的進出線回路進行電力監(jiān)控,以保證用電的安全、可靠和高效。

      Acrel-2000型智能配電系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的新發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進行組網(wǎng),通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體,實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

       本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)金川河泵站的配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理;監(jiān)控范圍為高低壓進出線線柜進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)總計有124臺低壓儀表,5臺高壓保護裝置,分6條總線,變電所儀表直接拉至變電所的串口服務器,至后臺電腦,實現(xiàn)儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

      本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;

如圖(1)所示:

 

圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

       間隔設(shè)備層主要為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。這些裝置分別對應相應的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

      網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:串口服務器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

      站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。

       以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。

      RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強,總線上允許連接多達30個設(shè)備,傳輸距離實際上控制在300米左右為宜。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

2.1  數(shù)據(jù)采集與處理

       數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

       數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶,達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.2  人機交互

       系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù),畫面定時輪巡切換;畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷史事件

       歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互,通過歷史事件查看平臺,您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

      主要完成遙測量和遙信量定時采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權(quán)限管理

      針對不同級別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

2.6  遠程報表查詢

      報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

      報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計,數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。

3  案例分析

      金川河泵站供配電系統(tǒng)改造電力監(jiān)控系統(tǒng)包含變電所電表,對變電所的低壓配電回路進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。

 

      低壓配電二次圖見圖(2),功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài),主要包括:開關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警。  

 圖(2)低壓配電一次圖

        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)運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負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。具備歷史查詢功能。見圖(3)。

 圖(3) 實時遙信報警信息

       參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢配電箱出線回路的電參數(shù),主要包括:三相電壓、電流、功率因數(shù)、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。見圖(4)。

                     圖(4) 參數(shù)抄表

       用電量報表功能,可選擇時間段進行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。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。用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖(5)。

 圖(5) 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。見圖(6)。

 圖(6)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4  結(jié)束語

       隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用,電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在金川河泵站供配電系統(tǒng)改造項目的應用,可以實現(xiàn)對變電所低壓配電回路用電的實時監(jiān)控與電力監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的社會效益。[2]

 

參考文獻:

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

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