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東華理工大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

文章更新時間:2020-01-07 點(diǎn)擊量:732

涂志燕

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:用戶側(cè)配電系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化、無人值守是當(dāng)下配電管理的必然趨勢。針對用戶側(cè)的配電進(jìn)線回路,設(shè)計安裝智能儀表,再通過后臺系統(tǒng)來實(shí)時監(jiān)測各用能回路的工作狀態(tài);并記錄各個回路的電力參數(shù)。通過實(shí)時監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實(shí)時監(jiān)測,數(shù)據(jù)的采集及存儲,明確用戶的電能使用水平以及配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本、學(xué)院的管理提供數(shù)據(jù)依據(jù),后期亦可根據(jù)對配電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析制定相應(yīng)的配電系統(tǒng)維護(hù)方案。現(xiàn)就南昌東華理工大學(xué)項目中使用的ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)做簡要介紹。

 

關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控; 無人值守; 配電維護(hù) 

 

1 項目概述及建設(shè)目標(biāo)

  南昌東華理工大學(xué)項目在次系統(tǒng)的設(shè)計上已經(jīng)很好的保證了學(xué)院供電可靠性,但是還需要對供電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控以及用電管理,這樣才能對供電系統(tǒng)可能存在的安全隱患和重要設(shè)備運(yùn)行狀況有清楚、及時的了解,同時指導(dǎo)各用電設(shè)備合理高效用電打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員對供配電系統(tǒng)要求有以下幾點(diǎn):

  1提高供電系統(tǒng)的安全可靠性并長期保持,確保重要場所供電的連續(xù)性; 

  2)實(shí)時掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患,快速排除故障; 

  3)對各部門、各區(qū)域用電情況及時掌握,并能給出指導(dǎo)性意見 ; 

  4)提高供配電系統(tǒng)自動化和運(yùn)行效率,節(jié)省人力. 

 

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計中,充分考慮了學(xué)院自身特性,以及用電系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素,進(jìn)而合理的選擇管理設(shè)備,這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本,同時也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn),自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇

  對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實(shí)時的了解、對故障快速的反應(yīng)和對意外停電能在短時間內(nèi)恢復(fù)供電,因此需要對10kV配電回路配置微機(jī)保護(hù)裝置,實(shí)時監(jiān)控10kV回路的運(yùn)行狀況,并且在40ms內(nèi)對發(fā)生的異常情況或者嚴(yán)重故障做出快速反應(yīng),通過聲光告警信號或直接切除嚴(yán)重故障點(diǎn),避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴(kuò)大;通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設(shè)備的運(yùn)行狀況,比如開關(guān)開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設(shè)備信息,建立設(shè)備維護(hù)維修檔案,避免因?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致意外停電;通過多功能計量表計,實(shí)時記錄各用電設(shè)備用電信息;通過無功補(bǔ)償控制器,實(shí)時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù),當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。

2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

  系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),縱向分為三層:監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng),高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。

  監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站,包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件,其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面,通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息,自動經(jīng)過計算處理,以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況;電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式,報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量,搭建完整的計量體系,用戶只需查找打印即可,方便了操作,提高了工作效率。

  通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示:

2.3 主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)

GBT 14598.300-2008 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》

DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

《家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》

DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》

ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計,并實(shí)現(xiàn)了次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;電能報表查詢與打印;系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時、歷史曲線,用戶權(quán)限管理等主要功能。

 

3 系統(tǒng)功能

  上位機(jī)軟件采用ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng),通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等,完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

3.1 功能特點(diǎn)

  ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好,顯示數(shù)據(jù)直觀,方便用戶查閱。

3.2 軟件功能:

3.2.1運(yùn)行系統(tǒng)

  軟件的界面可以根據(jù)項目的特點(diǎn)和客戶的要求來設(shè)計。初始界面為“登錄界面”,客戶需通過用戶名,輸入相應(yīng)密碼,方能進(jìn)入本系統(tǒng)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

3.2.2通訊示意圖

  通訊示意圖為拓?fù)鋱D,顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。

圖3 通訊示意

3.2.3 監(jiān)測詳圖

  監(jiān)測詳圖反應(yīng)了整個系統(tǒng)配電回路名稱,相應(yīng)的配電體系以及回路的主要電參量。通過實(shí)時數(shù)據(jù)的顯示,直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運(yùn)行數(shù)據(jù),便于管理者實(shí)時了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖4所示。

圖4 監(jiān)測詳圖

3.2.4 參數(shù)抄表

  參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點(diǎn)的運(yùn)行數(shù)據(jù),通過當(dāng)前或者過去某時間點(diǎn)的實(shí)時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括:三相電壓,三相電流,電能,有功功率,無功功率,功率補(bǔ)償因數(shù),頻率。界面如圖5所示

圖5 參數(shù)抄表

3.2.5 電能報表

  電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn),該報表可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時間段內(nèi)的月抄表,日抄表,小時抄表等功能,且可以Excel形式導(dǎo)出或打印。界面如圖6所示。

圖6 電能報表

 

4 結(jié)束語

  東華理工大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、存儲、顯示、導(dǎo)出。項目從配電系統(tǒng)的搭建,到后期調(diào)試,系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核對,整個過程我方提供了相應(yīng)階段的技術(shù)指導(dǎo)。本系統(tǒng)在設(shè)計、安裝、調(diào)試的同時,也是對建筑的配電架構(gòu)的詳細(xì)梳理,通過對用能情況的細(xì)致分類,明確建筑內(nèi)配電體系的運(yùn)作模式和狀態(tài)。滿足了客戶相關(guān)的定制化需求,為客戶提供了多樣性的數(shù)據(jù)分析處理方式,以及導(dǎo)出方式,便于后期的相關(guān)管理,提高服務(wù)的效率。

  除此之外系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況、負(fù)載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示,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、研究制定相應(yīng)的用能服務(wù)計劃。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為配電系統(tǒng)終端用戶實(shí)現(xiàn)各個配電回路的工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測、重要電參量實(shí)時顯示的功能,為后期管理者的配電系統(tǒng)維護(hù)提供了真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

 

參考文獻(xiàn)

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

[2].周中.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項計量中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

 

作者簡介:

涂志燕,女,本科  安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電

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