摘要:隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,科技的不斷進步,社會各領域對電力系統(tǒng)的可靠性提出了更高的需求。近年來,在信息技術的大力推動下,電力監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應用活躍。當前,在日益規(guī)模化的生產(chǎn)經(jīng)營條件下,社會對電力的需求越來越大,其可靠性也受到了廣泛的關注,電力監(jiān)督系統(tǒng)的應用及運行成為電力行業(yè)發(fā)展的重要課題。
關鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);研究;應用
電力監(jiān)控系統(tǒng)
電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種通過計算機以及別的通訊器件,對電力數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)運行狀況以及電力系統(tǒng)工作狀態(tài),進行實時監(jiān)測的一種新興的電力控制檢測體系。電力系統(tǒng)有很多的功能,例如它可以對電力數(shù)據(jù)進行收集、整理和存儲。在許多的設計當中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)不但可以起到顯著提升系統(tǒng)的工作效率的作用,而且可以起到實時監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài),提高工程經(jīng)濟效益的作用。
電力監(jiān)控檢測技術是一項新興的、現(xiàn)代化的高新技術,它不但有著高級的技術理念的支持,還有著與實際結合的工作優(yōu)勢,在穩(wěn)定的狀態(tài)下能夠實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)、電力系統(tǒng)可靠程度以及電力系統(tǒng)的基本狀況的實時監(jiān)控。作為新時代發(fā)展下的帶頭技術,合理地將電力監(jiān)控系統(tǒng)應用到各個行業(yè)當中,可以明顯提升工作效率,避免浪費現(xiàn)象的發(fā)生。明確電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能,了解電力系統(tǒng)的使用要點可以促進人們意識到電力監(jiān)控的意義和地位,從而促進電力監(jiān)控系統(tǒng)的進一步發(fā)展和完善。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能
第一,數(shù)據(jù)收集功能。大部分的電力系統(tǒng)都是采用數(shù)據(jù)查詢的方式來對數(shù)據(jù)行進收集,使用這種數(shù)據(jù)收集方式,可以有效降低電力處理的時間,提高電力處理的工作效率。數(shù)據(jù)收集包括模擬量的收集、開關量的收集以及電能的計算三個部分。
其中,模擬量的收集指的是在電力監(jiān)控系統(tǒng)當中,需要對每個區(qū)段的電壓電流、電阻以及電阻率等的大小進行收集和記錄。模擬量收集數(shù)據(jù)使用的直流采樣以及交流采樣的采樣方式。直流采樣的操作比較簡單,并且抗干擾的能力也比較強,但直流采樣的實時性不大好,容易存在誤差,除此之外,直流采樣的穩(wěn)定性也需要進一步改善。因為電力監(jiān)控系統(tǒng)的操作程序比較繁雜,其內(nèi)部包含的結構很多,電力監(jiān)控系統(tǒng)要及時、準確的對電力系統(tǒng)中的開關開閉狀況、刀閘開關狀態(tài)以及系統(tǒng)的報警數(shù)據(jù)等進行記錄。及時、有效地掌握開關的閉合狀況,不但有利于工作人員對電路的狀況進行正確的判定,保證電力系統(tǒng)的可靠性,而且對人們的生命財產(chǎn)可靠起到了一定的保護作用。通過對電能進行計算可以得到整個電路的工作效率。以往的電能計算方式十分單一,電能表不能和相關的通訊設備相連接,致使電能浪費。而新的電能計算方法就這一點做了改動,將以往的電能計算方法變?yōu)榱藘煞N,雖然這兩種計算方式在處理數(shù)據(jù)方法上是不同的,但他們的設計原理是相同的,并且都在一定程度上提升了電能計算的工作效率,保證了電能計算的準確性。
第二,順序記錄功能。電力系統(tǒng)的順序記錄功能不但可以記錄、監(jiān)控整個電路的工作順序,而且還能夠對整個電路線路起到一定的保護。但是順利實行電力監(jiān)控系統(tǒng)的這一功能是需要一定的環(huán)境要求的,它需要在確保計算機或者是其他的通訊設備內(nèi)存量足夠大的情況下才可以有效運行。因為只有內(nèi)存足夠大的時候,才能夠順利記錄事件的數(shù)量和時間,從而確保電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效性和可靠性,便于工作人員對以前的信息進行查詢。
第三,故障記錄功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)的故障記錄功能可以清晰記錄整個電力系統(tǒng)中的故障,便于在后續(xù)的處理工作中,工作人員的故障檢測和維修排查。實驗表明,在整個電力系統(tǒng)中容易發(fā)生故障的區(qū)域就是電路開關、閘刀等區(qū)域。通過電力監(jiān)控系統(tǒng),電路的運行效率得到了有效地保障。
電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用
3.1系統(tǒng)拓撲結構方面
首先,現(xiàn)場層的主要目的是收集和處理各個運行系統(tǒng)中的各類參數(shù),與此同時,還要把收集、檢測到的數(shù)據(jù)信息傳送到相應的監(jiān)控系統(tǒng)當中。相關的工作人員要根據(jù)實際的工程要求,選擇合適的電力設備。要保證各個設備在不依賴中心控制計算機的狀態(tài)下,可以獨立完成各自的工作,發(fā)揮各自的功能。因此,可以使用現(xiàn)場總線把各個電力現(xiàn)場所收集到的數(shù)據(jù)及時、有效地輸送到中間層,以此協(xié)助數(shù)據(jù)處理工作的完成。在此過程中,還要使用電力監(jiān)控系統(tǒng)來完成一些相應的操作。
其次,是主控層。通常來說,電力監(jiān)控系統(tǒng)的主控層一般是在中控室以及值班室,除此之外還需要有計算機及打印機等高性能設備的輔助。因此,在中心處理計算機上裝上相關的電力監(jiān)控系統(tǒng),與此同時還要依照所安裝的軟件實行界面管理等一系列管理功能,以此實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測和管理功能。
3.2網(wǎng)絡方案設計方面
由于電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都是以電力現(xiàn)場的總線技術為依仗的,進而對整個電力網(wǎng)絡進行管理和控制。在現(xiàn)實運行的過程中,可以把它直接放到總線當中,再通過相關的高性能設備形成完整的網(wǎng)絡系統(tǒng)。這樣一來,既可以方便、簡單、低耗能地組成電力網(wǎng)絡,而且還可以高效解決電力現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集的問題。從而可以及時、有效地將中央計算機的命令傳送到各個電力現(xiàn)場,很大限度地保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行。
第一,對那些較為分散的大型電力系統(tǒng)而言,因為電力監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場智能檢測的設備有很多,所以其分散的范圍也比較廣。所以在進行相關設計的時候,首先要把現(xiàn)場總線都接到電力監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測設備當中,然后再把電力監(jiān)控系統(tǒng)的每條總線按照次序接到網(wǎng)關當中,完成設計。
第二,對于那些相對比較集中的小型電力系統(tǒng)來說,它的配制方法和那些分散式的大型系統(tǒng)是不一樣的。因為集中型的小型系統(tǒng)的現(xiàn)場智能監(jiān)測設備的數(shù)量比較少,而且分布都很集中,所以就可以把所有的智能監(jiān)測設備連接在一條總線上,然后通過專門的轉換器和電力監(jiān)控主機連接起來,進行相應的數(shù)據(jù)交換。
第三,對于那些有很多個子變電站的大型的電力系統(tǒng)來說,由于電力監(jiān)控系統(tǒng)的復雜程度較高,因此,在進行相關設計的時候,一定要重視對電力監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。所以,可以給所有的子變電站都配備上一個主監(jiān)控計算機,從而確保電力系統(tǒng)中任一信號數(shù)據(jù)的完整性和有效性。與此同時,主監(jiān)控計算機不但要對電力現(xiàn)場的智能監(jiān)測設備進行相關的管理和維護,而且還要對相應站內(nèi)的信號數(shù)據(jù)信息進行運算和處理,這個時候只需要把一些重要的信息傳送給中心計算機,中心計算機則會相應地處理子變電站所反饋的信息,并根據(jù)實際情況對這些反饋信息進行相應的授權操作,這樣一來會很大提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率,保證電力監(jiān)控系統(tǒng)運行的有效性和可靠性,進而提升設計方案的質量。
電力監(jiān)控系統(tǒng)是整個電力控制系統(tǒng)中特別重要的一個部分,通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對電力數(shù)據(jù)的記錄、分析和整理,在一定程度上提升工作效率,節(jié)省工作時間,降低耗能。由此看來,研究、運用好電力監(jiān)控系統(tǒng),把它合理地運用到各個行業(yè)當中,對我國電力行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。
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)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術,集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡化、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,為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。
4.2應用場所
辦公建筑(商務辦公、國家機關辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場、金融機構建筑等)
交通運輸建筑(機場、車站、碼頭建筑等)
廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
新能源建筑(光伏發(fā)電、風能發(fā)電等)
4.3系統(tǒng)結構
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設計,可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡通信層和現(xiàn)場設備層,組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡結構、光纖星型網(wǎng)絡結構、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡結構,根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設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設備選型
應用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV/10kV/6KV進線柜電能質里在線監(jiān)測 | APView500 | 電網(wǎng)頻率,電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù),電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度;三相電壓、電流各序分量;基波電壓、電流,功率、功率因數(shù)、相位等,諧波(2~50次)。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群,間諧波電壓波動、閃變??奢斎?7.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機保護 |
35kV/10kV/6kV弧光保護 | ARB5-M | 主控單元,可接20路弧光信號或4個擴展單元,配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口 |
ARB5-E | 擴展單元,多可以插接6塊擴展插件,每個擴展插件可以采集5路弧光信號 | |
ARB5-S | 弧光探頭,可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室,也可于低壓柜?;」馓筋^的檢測范圍為180°,半徑0.5m的扇形區(qū)域 | |
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態(tài)指示,高壓帶電顯示及核相,標配一路溫濕度控制,加熱回路故障告警,分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫,人體感應自動照明,語音提示,電參數(shù)測量,4-20mA變送輸出,RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口,IRIG-B對時 |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實時及需量,本月和上月值,電流、電壓不平衡度,66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄,2-63次諧波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢,預埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定,CT感應取電,啟動電流大于5A,無線傳輸距離空曠150米 | |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos),四象限電能,2~31次諧波測量,最大需量,RS485/Modbus,LCD顯示 RS485/Modbus,LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5(6)有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
04KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器,發(fā)射頻率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命≥:3年(可更換) |
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報警出口。 | |
網(wǎng)關 | Anet-2E8S1 | 8個RS485串口2kV隔離,2個以太網(wǎng)接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求,支持斷點續(xù)傳,裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制、權限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。 |
結束語
電力監(jiān)控系統(tǒng)的合理應用與科學運行是保證電力工作穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié),在具體的操作運行中,要引起相關部門及人員的關注。電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用可以完成變電站在無人值守的情況下實現(xiàn)地其內(nèi)部運行狀況的實時監(jiān)控,在很大程度上節(jié)省了物力、人力資源,在電力系統(tǒng)中有著重要的技術及監(jiān)控作用??梢灶A見,在未來的電力監(jiān)控系統(tǒng)應用與研發(fā)上,將更注重其自動化與智能化,就目前的發(fā)展前景來看,電力監(jiān)控系統(tǒng)的革變?nèi)杂泻艽蟮目尚锌臻g。
參考文獻
徐文娟 劉倉聯(lián).電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用[J]
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安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2022.07.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊,2022.05.
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