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淺談智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及運(yùn)維研究

更新時(shí)間:2023-09-06瀏覽:317次

 

摘要:受到市場經(jīng)濟(jì)的影響,相應(yīng)地增加電力的需求,無疑提高對電力行業(yè)運(yùn)行的要求。為此,本文對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用從預(yù)警及故障檢測、遙控及遙調(diào)操作兩個(gè)方面探究。此外,對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行,可從系統(tǒng)運(yùn)行布局、系統(tǒng)監(jiān)控失控后事故處理預(yù)案兩個(gè)方面探究,為電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞電力監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用;運(yùn)行

社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提高的今天,推動了科技的發(fā)展,社會各領(lǐng)域不斷提高對電力系統(tǒng)可靠方面的要求。近年來,信息技術(shù)快速發(fā)展,電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與研發(fā)變得越來越活躍。同時(shí),生產(chǎn)經(jīng)營條件逐步變得規(guī)?;?,社會對電力的需求不斷提高,不斷提高對電力的需求,相應(yīng)地人們也越來越關(guān)注其有效問題。因此,技術(shù)人員很有必要探討電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運(yùn)行,促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

  1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能

目前,電力監(jiān)控中心廣泛應(yīng)用了電力監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)的模塊功能較多,功能點(diǎn)較多。第一,因?yàn)椴捎昧私K端服務(wù)器,因此可以在前置通信子系統(tǒng)中接入RTU,且可以擇優(yōu)切換通信通道。第二,應(yīng)用了多媒體技術(shù),讓系統(tǒng)具有優(yōu)良的人機(jī)界面。第三,輔助功能比較強(qiáng)大,比如,可以自動生成、計(jì)算與制作報(bào)表,還可以將其打印下來,具有快捷與方便的特點(diǎn)[2]。第四,為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑼饩W(wǎng)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測等多各高層應(yīng)用功能為一體。第五,具有遠(yuǎn)程啟動應(yīng)用模塊、診斷與維護(hù)的功能。

  1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

2.1預(yù)警及故障檢測

應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)可以監(jiān)控變電站的電氣設(shè)備運(yùn)行的狀況、位置與參數(shù)。同時(shí),還可以對變電站運(yùn)行的跳閘與合閘操作與變化的運(yùn)行方式產(chǎn)生道閘操作之類的主要步驟進(jìn)行有效的監(jiān)控。一旦變電站發(fā)生故障,系統(tǒng)就會給出相應(yīng)的提示與告警,借助不同顏色對不同性質(zhì)的告警信息進(jìn)行表達(dá)。比如,可通過紅色表示閃動分合閘的開關(guān)警示。電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過不同的語音辨別故障與故障發(fā)生的等級[3]。電力監(jiān)控系統(tǒng)可自動將畫面跳轉(zhuǎn)到報(bào)警的發(fā)生地,對自動上傳報(bào)警的時(shí)間、位置與內(nèi)容進(jìn)行上傳,之后在數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)入故障與事故信息,生成記錄文件,便于其他工作人員分析與查閱。

2.2遙控及遙調(diào)操作

應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的在于遙控與遙調(diào)變電站。應(yīng)用的過程中可選擇220kV變電站,先選擇遙控菜單,截面彈出“遙控"對話框之后再選擇組名;操作人員與監(jiān)控中心完成刀閘與重合閘軟壓板方面的操作口令與開關(guān)編號,之后按回車鍵,操作狀態(tài)可在點(diǎn)擊回車后激活,遠(yuǎn)程操作的實(shí)現(xiàn)可以通過遙控預(yù)制與執(zhí)行的方法進(jìn)行。遙調(diào)操作時(shí)首先要選擇主變,之后通過點(diǎn)擊右鍵菜單中的“調(diào)壓操作",系統(tǒng)操作步驟與遙控有很大的聯(lián)系。對于遙調(diào)與遙控操作,為了提高其安全證,必須在操作監(jiān)控機(jī)時(shí)保證有一名操作員與一名監(jiān)控員。

  1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行

3.1系統(tǒng)運(yùn)行布局

本文以35kV變電站為例,通過分層分布式結(jié)構(gòu),采用三個(gè)不同層級的控制方式,即調(diào)度、現(xiàn)場設(shè)備與就地監(jiān)控,將調(diào)度層與電力調(diào)度中心二者連接,同時(shí)還將就地監(jiān)控層與變電所監(jiān)控中心連接、現(xiàn)場設(shè)備與各監(jiān)控設(shè)備與各類電力儀表連接。其中,現(xiàn)場的設(shè)備層主要針對的變電站的測量與系統(tǒng)監(jiān)控范疇,也就是電容器柜、變壓器、高壓柜等而言,建立現(xiàn)場設(shè)備網(wǎng)絡(luò),在各設(shè)備開關(guān)完成控制保護(hù)單元的分別設(shè)置,確保所有的報(bào)警、測量與控制信號均可以在單元內(nèi)被處理為數(shù)據(jù)信號,在前置處理機(jī)上傳入數(shù)據(jù)信號[4]。一旦發(fā)現(xiàn)本地單元發(fā)生故障,可以起到檢測保護(hù)本柜的作用,還可以在開關(guān)柜面板上反映監(jiān)測到的信息。

控制層這一集群網(wǎng)絡(luò)將保護(hù)、測量、控制等為一體打造的集群網(wǎng)絡(luò),可發(fā)揮計(jì)算機(jī)數(shù)字通訊的優(yōu)勢,借助信息化產(chǎn)品保護(hù)、控制變電站,從而組合功能性,構(gòu)建模塊化、網(wǎng)絡(luò)化與標(biāo)準(zhǔn)化的功能系統(tǒng)。上層則主要使用三臺具有監(jiān)控軟件的計(jì)算及設(shè)備實(shí)時(shí)采集信息,具有良好的分析故障、遙控、報(bào)警、負(fù)荷分析、自動控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方面的功能。而通過對電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立可以提高信息交流的互通水平,完成系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)與遠(yuǎn)程診斷工作,這也是推動變電所數(shù)據(jù)信息一體化方向發(fā)展相當(dāng)關(guān)鍵的一環(huán)。調(diào)度層包含的內(nèi)容較多,如工程師站、操作員、電力模擬顯示柜、以太交換機(jī)柜,這個(gè)過程中調(diào)度工作的實(shí)現(xiàn)主要通過計(jì)算軟件與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。設(shè)計(jì)畫面時(shí)人機(jī)界面主要為主接線圖與功能畫面,豐富了畫面內(nèi)容,處理的過程中發(fā)揮計(jì)算機(jī)平臺的作用,在各類應(yīng)用設(shè)備商分發(fā)信號,為系統(tǒng)的同步起到促進(jìn)作用。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以對控制保護(hù)單元提供的時(shí)標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù),便于調(diào)度中心以具體情況為切入點(diǎn)輸入信號,完成報(bào)表的編制,推動電力監(jiān)控系統(tǒng)的升級。

3.2系統(tǒng)監(jiān)控失控后事故處理預(yù)案

通過分析電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的情況可知,容易出現(xiàn)失控的問題,比如,系統(tǒng)發(fā)生故障、斷電,需要建立并健全該系統(tǒng)時(shí)空時(shí)處理事故的預(yù)案[5]。若因?yàn)槭鹿食霈F(xiàn)此類問題,監(jiān)控人員應(yīng)立即給各級調(diào)度人員匯報(bào)故障現(xiàn)象,及時(shí)通知各操作員,在就地調(diào)度后告知自動化科室的值班人員,便與其可以實(shí)時(shí)判斷操作站與監(jiān)控中心的監(jiān)控系統(tǒng)。

對于因斷電情況發(fā)生時(shí)空的,很有必要檢查叛變電源工作的指示情況,明確直流回路是否發(fā)生故障。值班人員應(yīng)在查明原因后及時(shí)隔離故障,及時(shí)恢復(fù)各監(jiān)控中心的主站工控機(jī)電源,之后由各操作站終端移交監(jiān)控。

  1. 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

4.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系

統(tǒng)是應(yīng)用電力自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實(shí)現(xiàn)對變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

4.2應(yīng)用場所

  1. 辦公建筑(商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等)

  2. 商業(yè)建筑(商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等)

  3. 旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)

  4. 科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑)

  5. 通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)

  6. 交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場、車站、碼頭建筑等)

  7. 廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)

  8. 新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

4.4設(shè)備選型

應(yīng)用場合

型號

保護(hù)功能

35kV進(jìn)/饋線

AM6-F

三段式(帶方向、復(fù)合龜壓閉鎖)過流保護(hù)、小電 流接地選型保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載

35kV± 變

(2000kVA以上)

AM6-D2

兩8B變/三圏變差動速斷保護(hù)、比例制動差動保護(hù)

AM6-D3

AM6-T

變壓器后備保護(hù)測控、配用變壓器保護(hù)

AM6-FD

變壓樓非電量保護(hù)(獨(dú)立)、獨(dú)立的操作回路

35kV電機(jī)

(2000kW以上)

AM6-MD

電機(jī)差動保護(hù)、電機(jī)綜合保護(hù)

35kV PT監(jiān)測

AM6-U

PT監(jiān)測

35kVr用變

AM6-TR

三段式過流、過負(fù)荷保護(hù)、變壓器非電量保護(hù)

10kV/6kV進(jìn)饋線

AM5-F

三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、 PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減栽、后加速過流、逆功率保護(hù)

10kV/6kV廠用變

AM5-T

三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(hù)(吿警償閘)、 控故障告警、PT斷線告警、非電參量保護(hù)

10kV/6kV異步電機(jī)

AM5-M

兩段式過流/零序過流/負(fù)序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù) (告警演制)、低電壓保護(hù)、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)例護(hù)、啟動超時(shí)、熱過載保護(hù)

10kV/6kV電容器

AM5-C

兩段式過流/零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)(告警演閘)、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護(hù);

10kV/6kV 母聯(lián)

AM5-B

進(jìn)線備投/母聯(lián)備投、兩段式過流保護(hù)、PT斷線告警;

10KV/6RV PT 監(jiān)測

AM5-U

低電壓警吿、PT斷線吿警、過龜壓吿警、零序過壓吿警;

10kV/6kV PT

AM5-BL

單母線分段系統(tǒng)的PT二次并列/解列控制


進(jìn)/饋線

AM5SE-F

三段式過流保護(hù)(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護(hù)、逆功率保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電參量 測量、獨(dú)立操作回路

35kV


AM5SE-D2

兩圈變差動速斷保護(hù)、比例制動差動保護(hù)

變電站

35kV主變

AM5SE-TB

三段式過流保護(hù)(帶復(fù)合電壓、帶方向閉鎖)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、間隙 零序電流保護(hù)、零序電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、啟動通風(fēng)、閉鎖有載調(diào)壓、斷路器遙控分 合閘、故障錄波、全電量測量、獨(dú)立操作回路


PT監(jiān)測并列

AM5SE-UB

PT并列、低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警


進(jìn)/饋線

AM5-F

三段式過流保護(hù)(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護(hù)、逆功率保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波


廠用變

AM5-T

三段式過流保護(hù)(帶復(fù)合電壓閉鎖)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、 變壓器非電量保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波


大功率異步電 機(jī)(2000kW 以上)

AM5SE-MD

電機(jī)差動速斷保護(hù)、比例差動保護(hù)、啟動中過流一段保護(hù)、已運(yùn)行定時(shí)限過流保護(hù)、過 負(fù)荷保護(hù)、零序過流保護(hù)、過熱保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、低電壓保護(hù)、斷路器遙控分合閘、獨(dú) 立操作回路、故障錄波、全電量測量

10(6)kV

開閉所

異步電機(jī)

AM5-M

啟動中過流一段保護(hù)、已運(yùn)行兩段式過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序過 流保護(hù)、啟動時(shí)間過長、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、過熱保護(hù)、相序保護(hù)、低電壓保護(hù)、斷路器遙控分 合閘、故障錄波


電容器

AM5-C

兩段式過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、不平衡 電壓/電流保護(hù)、非電量保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波


母聯(lián)

AM5-B

兩段式過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、后加速過流保護(hù)、進(jìn)線備自投、母聯(lián)備自投、斷路 器遙控分合閘、故障錄波


PT監(jiān)測

AM5-U

低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警


PT并列

AM5-BL

不同母線段上PT二次信號的并列/解列控制





應(yīng)用場合

型號

保護(hù)功能

系統(tǒng)解決方案

10kV

分配電所

進(jìn)饋線/廠用變

PT監(jiān)測

AM4-I

AM4-U

三段式定時(shí)限過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)、非電量保

護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波

低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警

3 ~ 35kV 智能操裝置

ASD200

一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、RS485通信

3 ~ 35kV 智能操控裝置

ASD300

一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方僦地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、全電參量測量、柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測溫、RS485通信

3 ~ 35kV 智能操控?zé)o線 測溫一體化裝置

ASD320

一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測溫、RS485通信

0.4kV-35kV

斷路器觸頭、銅排、 電纜接頭無線測溫傳感器

ATE100

ATE200

表帶式固定,電池供電,電池壽命不小于5年,測溫范圍-40^-125^,采集周期25s,發(fā)射周期4min,測量精度±2P,傳輸距離空曠10米

ATE300

扎帶捆綁固定,CT感應(yīng)取電,啟動電流5A,測溫范圍采集周期15s, 發(fā)射周期15s,測量精度±2P,傳輸距萬空曠100米

3 ~ 35kV

無線測溫收發(fā)器

ATC200

導(dǎo)軌式/螺絲固定,工作電源DC24V,可接收12個(gè)ATE200 ( ATE100 )數(shù)據(jù),帶RS485 通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心

無線測溫收發(fā)器

ATC400

導(dǎo)軌式/螺絲固定,工作電源DC24V,可接收240個(gè)ATE300數(shù)據(jù),帶RS485通信接 口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心

無線測溫裝置

ARTM-Pn

嵌入式安裝,工作電源AC/DC 1100/220V,可與ATE100. ATE200、ATE30。配合 使用,安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測量多18點(diǎn)溫度;兩路無源溫度告警輸出;一路 RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心

無線測溫集中釆集觸摸屏

ARTM-7062HT-(HI)

嵌入式安裝,工作電源DC 24V,可與ATE100、ATE200. ATE300傳感器配合使用 ,安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測量多240點(diǎn)溫度;一路RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上 傳到監(jiān)控中心

電參量測量

AEM96

三相所有電力參數(shù)測量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、大需量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率)、開關(guān)量、報(bào)警輸RS485

(MODBUS 或 DL/T645-2007協(xié)議)量測量

電力監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-2000Z

可建立配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)圖,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)無人值班模式;根據(jù)順序 事件記錄、波形記錄、故障錄波,協(xié)助運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)快速故障分析、定位和排除 問題,盡量縮短停電時(shí)間;實(shí)時(shí)采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數(shù),對配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進(jìn)行用能分析和能效管理。

5.結(jié)束語

為了促進(jìn)電力穩(wěn)定與安全運(yùn)行,很有必要合理應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)。然而,操作運(yùn)行期間技術(shù)人員必須提高對電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用與運(yùn)行的重視,因?yàn)槠淇梢詫?shí)時(shí)監(jiān)控變電站,節(jié)約人力物力,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。這就要求技術(shù)人員加大力度探究電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運(yùn)行相關(guān)問題,給電力企業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)良的條件??梢灶A(yù)見,未來應(yīng)用與研發(fā)電力監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)對智能化與自動化的重視度不斷提高,且電力系統(tǒng)的改革具有很大的發(fā)展空間,具有較高的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn)

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