安科瑞 繆凱倫
摘要:用戶側配電系統(tǒng)的智能化、精細化、無人值守是當下配電管理的必然趨勢。針對用戶側的配電進線回路,設計安裝智能儀表,再通過后臺系統(tǒng)來實時監(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)。通過實時監(jiān)控用能以及相關電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實時監(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)的運行狀態(tài),為用戶節(jié)約電力維護成本、學院的管理提供數(shù)據(jù)依據(jù),后期亦可根據(jù)對配電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)的分析制定相應的配電系統(tǒng)維護方案?,F(xiàn)就南昌東華理工大學項目中使用的ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)做一簡要介紹。
關鍵詞:電力監(jiān)控; 無人值守; 配電維護
1 項目概述及建設目標 ??
南昌東華理工大學項目在一次系統(tǒng)的設計上已經(jīng)很好的保證了學院供電可靠性,但是還需要對供電系統(tǒng)進行實時的監(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備運行狀況有清楚、及時的了解,同時指導各用電設備合理用電打下堅實的基礎。配電系統(tǒng)運行維護人員對供配電系統(tǒng)要求有以下幾點: ??
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)實時掌握供電系統(tǒng)運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,并能給出指導性意見 ; ??
4)提高供配電系統(tǒng)自動化和運行效率,節(jié)省人力.
2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計 ??
在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設計中,充分考慮了學院自身特性,以及用電系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素,進而合理的選擇管理設備,這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本,同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn),自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關規(guī)范標準。
2.1 電力監(jiān)控設備的選擇 ??
對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應和對意外停電能在短時間內恢復供電,因此需要對10kV配電回路配置微機保護裝置,實時監(jiān)控10kV回路的運行狀況,并且在40ms內對發(fā)生的異常情況或者嚴重故障做出快速反應,通過聲光告警信號或直接切除嚴重故障點,避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴大;通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設備的運行狀況,比如開關開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設備信息,建立設備維護維修檔案,避免因為設備故障導致意外停電;通過多功能計量表計,實時記錄各用電設備用電信息;通過無功補償控制器,實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù),當系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進行就地無功補償。
2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡構成 ??
系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結構,縱向分為三層:監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統(tǒng),高性能的現(xiàn)場總線技術及網(wǎng)絡通信技術,整個系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。 ??
監(jiān)控層包括工程師站和遠動通信站,包含監(jiān)控計算機、網(wǎng)絡交換機、打印機、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交互界面,通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現(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)場的運行狀況;電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式,報表內數(shù)據(jù)嚴格按照各種標準進行計量,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)絡層包括通訊管理機、網(wǎng)絡交換機等設備,網(wǎng)絡結構如下圖所示:
2.3 主要設計參考標準
GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》 DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠方監(jiān)控中心設計技術規(guī)程》 GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》 《國家電網(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 《國際綜合布線標準》
2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計 ??
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計,并實現(xiàn)了一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)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;電能報表查詢與打?。幌到y(tǒng)負荷實時、歷史曲線,用戶權限管理等主要功能。
3 系統(tǒng)功能 ??
上位機軟件采用ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng),通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等,完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。
3.1 功能特點 ??
ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示;系統(tǒng)具有人機界面友好,顯示數(shù)據(jù)直觀,方便用戶查閱。
3.2 軟件功能:
3.2.1運行系統(tǒng) ??
軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面",客戶需通過用戶名,輸入相應密碼,方能進入本系統(tǒng)。界面如圖2所示。
圖2登陸界面
3.2.2通訊示意圖 ??
通訊示意圖為拓撲圖,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)控點位的運行狀態(tài)。界面如圖3所示。
圖3 通訊示意
3.2.3 監(jiān)測詳圖 ??
監(jiān)測詳圖反應了整個系統(tǒng)配電回路名稱,相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數(shù)據(jù)的顯示,直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù),便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(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的運行數(shù)據(jù),通過當前或者過去某時間點的實時參量數(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),該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的月抄表,日抄表,小時抄表等功能,且可以Excel形式導出或打印。界面如圖6所示。
圖6 電能報表
4 結束語 ??
東華理工大學電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、顯示、導出。項目從配電系統(tǒng)的搭建,到后期調試,系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核對,整個過程我方提供了相應階段的技術支持。本系統(tǒng)在設計、安裝、調試的同時,也是對建筑的配電架構的詳細梳理,通過對用能情況的細致分類,明確建筑內配電體系的運作模式和狀態(tài)。滿足了客戶相關的定制化需求,為客戶提供了多樣性的數(shù)據(jù)分析處理方式,以及導出方式,便于后期的相關管理,提高服務的效率。 ?
除此之外系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況、負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,便于電能的遠程抄表以及分析、研究制定相應的用能服務計劃。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為配電系統(tǒng)終端用戶實現(xiàn)各個配電回路的工作狀態(tài)實時監(jiān)測、重要電參量實時顯示的功能,為后期管理者的配電系統(tǒng)維護提供了真實可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。