產(chǎn)品中心
淺談智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用及運維研究
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:受到市場經(jīng)濟的影響,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)操作兩個方面探究。此外,對于電力監(jiān)控系統(tǒng)的運行,可從系統(tǒng)運行布局、系統(tǒng)監(jiān)控失控后事故處理預(yù)案兩個方面探究,為電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到促進作用。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用;運行
社會經(jīng)濟發(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,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)用及運行,促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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,功能點較多。第一,因為采用了終端服務(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)良的人機界面。第三,輔助功能比較強大,比如,可以自動生成、計算與制作報表,還可以將其打印下來,具有快捷與方便的特點[2]。第四,為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、外網(wǎng)估計、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、診斷與維護的功能。
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)時可以監(jiān)控變電站的電氣設(shè)備運行的狀況、位置與參數(shù)。同時,還可以對變電站運行的跳閘與合閘操作與變化的運行方式產(chǎn)生道閘操作之類的主要步驟進行有效的監(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)的告警信息進行表達。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)到報警的發(fā)生地,對自動上傳報警的時間、位置與內(nèi)容進行上傳,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)可在點擊回車后激活,遠(yuǎn)程操作的實現(xiàn)可以通過遙控預(yù)制與執(zhí)行的方法進行。遙調(diào)操作時首先要選擇主變,之后通過點擊右鍵菜單中的“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)控機時保證有一名操作員與一名監(jiān)控員。
電力監(jiān)控系統(tǒng)運行
3.1系統(tǒng)運行布局
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)完成控制保護單元的分別設(shè)置,確保所有的報警、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、測量、控制等為一體打造的集群網(wǎng)絡(luò),可發(fā)揮計算機數(shù)字通訊的優(yōu)勢,借助信息化產(chǎn)品保護、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)控軟件的計算及設(shè)備實時采集信息,具有良好的分析故障、遙控、報警、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、以太交換機柜,這個過程中調(diào)度工作的實現(xiàn)主要通過計算軟件與網(wǎng)絡(luò)進行。設(shè)計畫面時人機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)揮計算機平臺的作用,在各類應(yīng)用設(shè)備商分發(fā)信號,為系統(tǒng)的同步起到促進作用。電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以對控制保護單元提供的時標(biāo)數(shù)據(jù)進行保護,便于調(diào)度中心以具體情況為切入點輸入信號,完成報表的編制,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)時空時處理事故的預(yù)案[5]。若因為事故出現(xiàn)此類問題,監(jiān)控人員應(yīng)立即給各級調(diào)度人員匯報故障現(xiàn)象,及時通知各操作員,在就地調(diào)度后告知自動化科室的值班人員,便與其可以實時判斷操作站與監(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)在查明原因后及時隔離故障,及時恢復(fù)各監(jiān)控中心的主站工控機電源,之后由各操作站終端移交監(jiān)控。
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)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護、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)濟運行提供了堅實的保障。
4.2應(yīng)用場所
辦公建筑(商務(wù)辦公、國家機關(guān)辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場、金融機構(gòu)建筑等)
旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)
科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑)
通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)
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(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,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 | 保護功能 |
35kV進/饋線 | AM6-F | 三段式(帶方向、復(fù)合龜壓閉鎖)過流保護、小電 流接地選型保護、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、比例制動差動保護 |
AM6-D3 | ||
AM6-T | 變壓器后備保護測控、配用變壓器保護 | |
AM6-FD | 變壓樓非電量保護(獨立)、獨立的操作回路 | |
35kV電機 (2000kW以上) | AM6-MD | 電機差動保護、電機綜合保護 |
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、變壓器非電量保護 |
10kV/6kV進饋線 | AM5-F | 三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(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 |
10kV/6kV廠用變 | AM5-T | 三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(吿警償閘)、 控故障告警、PT斷線告警、非電參量保護 |
10kV/6kV異步電機 | AM5-M | 兩段式過流/零序過流/負(fù)序過流保護、過負(fù)荷保護 (告警演制)、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)例護、啟動超時、熱過載保護 |
10kV/6kV電容器 | AM5-C | 兩段式過流/零序過流保護、過負(fù)荷保護(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; |
10kV/6kV 母聯(lián) | AM5-B | 進線備投/母聯(lián)備投、兩段式過流保護、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/饋線 | AM5SE-F | 三段式過流保護(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電參量 測量、獨立操作回路 | |
35kV | AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比例制動差動保護 | |
變電站 | 35kV主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護(帶復(fù)合電壓、帶方向閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、間隙 零序電流保護、零序電壓保護、過負(fù)荷保護、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/饋線 | AM5-F | 三段式過流保護(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
廠用變 | AM5-T | 三段式過流保護(帶復(fù)合電壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、過負(fù)荷保護、 變壓器非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
大功率異步電 機(2000kW 以上) | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比例差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過 負(fù)荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨 立操作回路、故障錄波、全電量測量 | |
10(6)kV 開閉所 | 異步電機 | AM5-M | 啟動中過流一段保護、已運行兩段式過流保護、反時限過流保護、過負(fù)荷保護、零序過 流保護、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)保護、過熱保護、相序保護、低電壓保護、斷路器遙控分 合閘、故障錄波 |
電容器 | AM5-C | 兩段式過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、不平衡 電壓/電流保護、非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
母聯(lián) | AM5-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備自投、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
保護功能
進饋線/廠用變
PT監(jiān)測
AM4-I
AM4-U
三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保
護、低電壓保護、過電壓保護、過負(fù)荷保護、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、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強制加熱)、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、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、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強制加熱)、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、全電參量測量、柜內(nèi)電氣接點無線測溫、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、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示(帶強制加熱)、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、柜內(nèi)電氣接點無線測溫、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、四象限電能計量、復(fù)費率、大需量、歷史電能統(tǒng)計、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)運行,實現(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)助運維人員實現(xiàn)快速故障分析、定位和排除 問題,盡量縮短停電時間;實時采集各回路、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)備進行用能分析和能效管理。 |
5.結(jié)束語
為了促進電力穩(wěn)定與安全運行,很有必要合理應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)。然而,操作運行期間技術(shù)人員必須提高對電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用與運行的重視,因為其可以實時監(jiān)控變電站,節(jié)約人力物力,提高企業(yè)經(jīng)濟效益。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)用及運行相關(guān)問題,給電力企業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)良的條件。可以預(yù)見,未來應(yīng)用與研發(fā)電力監(jiān)控系統(tǒng)時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
林鵬.分析電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用及運行研究.
羅衛(wèi)湘.試論電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用級自保護技術(shù)[J].科技資訊,2020,18(16):48-49.
安科瑞電力監(jiān)控與保護類產(chǎn)品選型手冊,2021.01.
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊,2020.06.
作者簡介:
任運業(yè),男,現(xiàn)任職于江蘇安科瑞電器制造有限公司,主要從事微機保護測控裝置和電力監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。