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淺析電力監控係統的設計與應用

更新時間:2023-08-03      瀏覽次數:773

hth下载地址 陳聰

摘要:隨著電力改革的不斷推進電力企業(ye) 開始麵對市場管理。無論是提高自身經營能力的要求還是更好地滿足日益增長的生產(chan) 生活用電需求,對供電配電的安全性可靠性跟節能性提出了更高的要求。電力監控係統的應用可以大大提高供配電係統的安全性可靠性和自動化水平投資少減少和節約管理過程中所需的人力物力降低跟控製運行成本。隨著社會(hui) 的發展和進步重視電力監控係統在供配電設計中的作用具有重要的意義(yi) 。隨著計算機和網絡技術的不斷發展電力監控係統不斷完善以保證電力係統的安全可靠運行。

關(guan) 鍵詞:供配電設計;電力監控係統;功能;作用

  1. 電力係統中展電力監控係統開發與(yu) 應用的必要性

電力係統的正常運行對電力行業(ye) 自身跟社會(hui) 各界的穩定發展對人民生命財產(chan) 安全具有重要意義(yi) 。大型建築內(nei) 部結構複雜多個(ge) 電力監控係統對供電的安全性跟穩定性要求較高。隨著科學技術的飛速發展單純依靠人力對電力係統運行進行檢修跟維護已不能滿足需求電力監控係統應運而生。它不僅(jin) 方便電力企業(ye) 查詢係統而且實現了電力運行的智能監控提高了係統的運行效率優(you) 化了資源配置促進了電力行業(ye) 的健康發展。

電力係統的正常運行對電力行業(ye) 自身跟社會(hui) 各界的穩定發展對人民生命財產(chan) 安全具有重要意義(yi) 。大型建築內(nei) 部結構複雜多個(ge) 電力監控係統對供電的安全性跟穩定性要求較高。隨著科學技術的飛速發展單純依靠人力對電力係統運行進行檢修跟維護已不能滿足需求電力監控係統應運而生。它不僅(jin) 方便電力企業(ye) 查詢係統而且實現了電力運行的智能監控提高了係統的運行效率優(you) 化了資源配置促進了電力行業(ye) 的健康發展。

  1. 電力監控概述

2.1電力監控係統的定義(yi)

電力監控係統是以計算機通信設備測控單元為(wei) 基本工具,通過將智能設備與(yu) 母線連接成一個(ge) 網絡係統並利用現場母線技術實現集中管理和分散控製。為(wei) 電力係統的實時數據采集開關(guan) 狀態檢測和遠程控製提供了基礎平台。該監測設計能夠有效地傳(chuan) 輸跟存儲(chu) 供電配電過程跟現場智能監測設備采集的數據。通過對數據信息的收集和分析還可以準確快速地傳(chuan) 達運行指令從(cong) 而實現電力係統的監控和遠程運行功能。它可以與(yu) 檢測控製設備相結合構成任意複雜的監控係統在變電站和配電監控中起著核心作用。它可以幫助電力企業(ye) 消除孤島降低運行成本提高生產(chan) 效率加快變電站跟配電過程中異常處理的響應速度。

2.2電力監控係統的功能

  1. 數據采集與(yu) 處理

電力監控係統的主要功能是采集和處理供配電設備的運行數據。所以、數據收集是基礎。沒有數據電力監測係統無法進行後續工作,無法實現對整個(ge) 電網的實時監測。電力監控係統的數據采集由係統底層的數據采集儀(yi) 完成。采集數據後就地顯示通過遠程傳(chuan) 輸傳(chuan) 輸到控製中心實現數據的記錄、存儲(chu) 、集成、分析和處理。最後分析結果顯示在計算機界麵上並存儲(chu) 在數據庫中供以後查詢。處理後的數據傳(chuan) 輸到控製係統,幫助係統做出判斷和決(jue) 策。

  1. 人機聯係

電力監控係統利用微機係統操作員或調度員在麵對一個(ge) 陰極射線管顯示器屏幕通過鼠標或鍵盤操作實現人機界麵可以觀察和了解電力係統的操作條件和操作參數的電力係統斷路器和隔離開關(guan) 分關(guan) 閉操作,改變了傳(chuan) 播的監控方式。人機接觸的主要內(nei) 容包括顯示屏與(yu) 數據、輸入數據、控製操作等。對於(yu) 無人值守變電站還需要設置必要的人機接觸操作功能以便現場檢查或維修人員可以通過液晶顯示器或CRT顯示器來觀察各設備的運行情況和運行參數;斷路器在緊急情況下應采用手動遙控控製。

  1. 事件順序記錄

事件順序記錄主要包括斷路器合閘斷開和保護動作按時間順序記錄。電力監控係統必須有足夠的內(nei) 存以保證後台監控或遠程監控主站的通信終端不丟(diu) 失事件信息並記錄事件發生的時間。

  1. 安全監視

通過監測係統對電網運行過程進行安全監測可以保證變電站和配電係統的安全運行。當電流或電壓過大時監控係統會(hui) 立即發出報警信號記錄並監控整個(ge) 過程便於(yu) 檢查和排除故障。

  1. 電能質量監視

該功能主要用於(yu) 監測可能導致電力設備故障的電壓電流或頻率的任何靜態偏差。當出現電壓暫降電壓波動閃變短時中斷三相電壓不平衡等情況時電力監控係統會(hui) 自動調整供配電參數確保供電穩定安全可靠。

  1. 電力監控係統的設計與(yu) 開發應用

3.1網絡設計使電力監控係統的各項功能得以實現

網絡係統在電力監控係統中是及時傳(chuan) 輸數據、快速傳(chuan) 輸操作指令跟實現電力監控係統各項功能的基礎。在電力監控係統中應用智能監控設備的主要目的是處理跟解決(jue) 現場智能監控設備複雜分散的問題。

對於(yu) 現場智能監控設備相對集中的小型電力監控係統,係統中的監控設備相對較小,且大多集中分布。此時,所有的設備都可以連接到現場總線上,通過轉換器實現與(yu) 主機的數據傳(chuan) 輸,並監控主機進行直接的數據交換。

為(wei) 大功率多個(ge) 子變電站監控係統,該係統的設備更重要的是,跟分布也相對分散,此時,我們(men) 可以每個(ge) 本地設備與(yu) 總線連接每個(ge) 供應電子站配有監視主機改善電力監控係統的穩定性畢竟各種總線訪問網關(guan) 。連接監控中心主機可以控製或查詢變電站監控主機收集到的信息從(cong) 而提高整個(ge) 係統的運行效率、安全性、可靠性。

對於(yu) 超大型電力監控係統,它有多個(ge) 子係統。為(wei) 了確保係統的穩定運行,下屬主機可以設置在每個(ge) 從(cong) 屬係統,每個(ge) 下屬主機負責監測和控製係統,與(yu) 此同時,中央主機可以分析每個(ge) 下屬主機的數據信息,以便了解整個(ge) 係統的運行狀態。

3.2電力監控係統中現場智能監控設備的應用

在電力監控係統中現場監控設備應該具備獨立運行的功能一旦網絡傳(chuan) 輸出現故障現場監控設備依舊能夠保證采集到準確的數據。通過現場監控設備獨立的完成數據的采集和傳(chuan) 輸來執行監控主機所傳(chuan) 達的操作指令不僅(jin) 可以動態實時顯示各個(ge) 供電子站的供配電工作狀態還可以及時的搜集故障信息。

3.3電力監控組態軟件的應用

由於(yu) 電力監控軟件具有編輯、繪圖、報警等功能,可以使用監控軟件使操作者更加直觀、方便地獲取現場實時信息數據,及時傳(chuan) 達控製指令。

3.4電力監控係統的設計原則與(yu) 要求

在電力監控係統當中,監控要求主要有以下幾個(ge) 方麵:

(1)遠程觀測,要求係統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數、頻率、諧波畸變率等信息進行檢測;

(2)遠程通信,要求係統能夠及時的傳(chuan) 遞設備運作狀態以及故障信息;

(3)遠程控製,要求係統能夠遠程控製設備的開啟和關(guan) 閉;

(4)報警,要求係統能夠通過設定參數,當參數異常時對各種信息進行報警;

(5)顯示,要求係統能夠就地顯示出各部分運作信息。

所以,在電力監控係統的設計,客戶的實際需要,以及電力係統的實際結構,實際的負載能力和其他因素應該充分考慮,以選擇一個(ge) 合理的監測設備,這有利於(yu) 降低係統運行的成本,也有利於(yu) 係統功能的實現。電力監控係統的設計方案應滿足基本要求,比如,在電力監控係統中需要滿足主中壓進線的監控要求低壓進線的監控要求重要出線的監控要求。

  1. 電力監控係統的意義(yi)

電力監控係統具有網絡通訊電子製圖、數據編輯、身份驗證、故障報警、數據存儲(chu) 和記錄等功能使工作人員在實際工作中更加方便。通過人機操作界麵,工作人員可以直接了解電力係統的運行狀態,快速傳(chuan) 遞操作指令。由於(yu) 監測設備的數據傳(chuan) 輸是通過網絡傳(chuan) 輸實現的,不同的電力監測係統可以設計不同的組網方式,保證數據信息的快速準確傳(chuan) 輸。另一方麵,在供電和配電設計中使用電力監控係統時,應根據實際情況選擇監控設備。

在商務樓、寫(xie) 字樓等場所設置電力監控係統,可以實現對樓內(nei) 高低壓配電回路的實時監控,有利於(yu) 電能管理。另一方麵,電力監控係統不僅(jin) 能夠準確的監控回路的用電狀況,它還具備網絡通訊等功能,能夠與(yu) 計算機、串口服務器等設備進行組合,及時的顯示樓內(nei) 各個(ge) 配電回路的運作狀態,當樓內(nei) 電力係統的負載越標時,電力監控係統能夠迅速報警,發出語音提示。所以,電力監控係統也能生成統計報表和圖表等信息,以方便相關(guan) 人員分析每個(ge) 部分的能耗建築,使建築能耗活動安全,以保證人員生命安全的建設和提高辦公室工作人員的工作效率。

綜上所述,隨著我國科技的發展和生產(chan) 力的不斷提高,電力成本和與(yu) 電力有關(guan) 的運行成本所占的比例越來越高,對電力係統運行管理的要求也越來越高。電力監控係統已逐漸成為(wei) 供配電設計中不可少的重要組成部分。加快電力監測係統的開發和應用研究使電力監測係統更好地發揮作用提高供電效率降低運行成本,更好地為(wei) 社會(hui) 服務。

  1. hth下载地址電力監控係統產(chan) 品介紹與(yu) 選型

5.1概述

Acrel-2000Z電力監控係統是hth下载地址電氣股份有限公司根據電力係統自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發出的一套分層分布式變電站監控管理係統。該係統是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳(chuan) 輸技術,集保護、監測、控製、通信等多功能於(yu) 一體(ti) 的開放式、網絡化、單元化、組態化的係統,適用於(yu) 35kV及以下電壓等級的城網、農(nong) 網變電站和用戶變電站,可實現對變電站方位的控製和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為(wei) 變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

5.2應用場所

辦公建築(商務辦公、國家機關(guan) 辦公建築等)

商業(ye) 建築(商場、金融機構建築等)

交通運輸建築(機場、車站、碼頭建築等)

廠礦企業(ye) 建築(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)

新能源建築(光伏發電、風能發電等)

5.3係統結構

Acrel-2000Z電力監控係統釆用分層分布式設計,可分為(wei) 三層:站控管理層、網絡通信層和現場設備層,組網方式可為(wei) 標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構,根據用戶用電規模、用電設備分布和占地麵積等多方麵的信息綜合考慮組網方式。

5.4設備選型

應用場合

型號

保護功能

35kV/10kV/6KV進線櫃電能質裏在線監測

APView500

電網頻率,電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數,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、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。可輸入57.7V/100V或220V/380V。

35kV/10kV/6KV微機保護裝置

AM6-*
AM5SE-*

適用於(yu) 6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監測/PT並列、母聯/備自投等中高壓櫃微機保護

35kV/10kV/6kV弧光保護

ARB5-M

主控單元,可接20路弧光信號或4個(ge) 擴展單元,配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監測(4組)、11個(ge) 跳閘出口

ARB5-E

擴展單元,多可以插接6塊擴展插件,每個(ge) 擴展插件可以采集5路弧光信號

ARB5-S

弧光探頭,可安裝於(yu) 中壓開關(guan) 櫃的母線室、斷路器室或電纜室,也可於(yu) 低壓櫃。弧光探頭的檢測範圍為(wei) 180°,半徑0.5m的扇形區域

35kV/100kV/6KV高壓櫃智能操控節點測溫

ASD500

一次回路模擬圖彩屏顯示及開關(guan) 狀態指示,高壓帶電顯示及核相,標配一路溫濕度控製,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、電氣節點無線測溫,人體(ti) 感應自動照明,語音提示,電參數測量,4-20mA變送輸出,RS485通訊接口、以太網通訊接口、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高壓櫃除疑露溫濕度控製器

WHD麵板式

支持測量並顯示2路溫度,2路濕度。

WHD20R

支持測量並顯示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低壓進出線櫃接頭測溫

ARTM-Pn-E

無線則溫采集可接入60個(ge) 無線測溫傳(chuan) 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,啟動電流大於(yu) 5A,無線傳(chuan) 輸距離空曠150米

0.4kV低壓出線櫃多功能電力儀(yi) 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、下測裏,總正反向有功電能統計,正反向無功電能統計;2-31次分次諧波及總諧皮含裏分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規格3x1.5(6)有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級

04KV低壓櫃內(nei) 環境溫濕度

AHE100

無線溫濕度傳(chuan) 感器,發射頻率:5min,傳(chuan) 輸距離:200m,電池壽命≥:3年(可更換)

ATC600

兩(liang) 種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳(chuan) ATC600-Z到ATC600-C的傳(chuan) 輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳(chuan) 輸的數據,1路485,2路報警出口。

網關(guan)

Anet-2E8S1

8個(ge) RS485串口2kV隔離,2個(ge) 以太網接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協議設備的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳(chuan) 協議支持多中心不同數據服務要求,支持斷點續傳(chuan) ,裝置電源:220V AC/DC。

電力監控係統

Acrel-2000/Z

數據的實時采集、數字通信、遠程操作與(yu) 程序控製、權限管理、事件記錄與(yu) 告警、故障分析、各類報表。

  1. 結束語

電力工業(ye) 是我國國民經濟的支柱產(chan) 業(ye) 。它的發展和進步關(guan) 係到我國綜合國力的提高,關(guan) 係到企業(ye) 的生產(chan) 和人民生活的各個(ge) 環節。隨著電網建設規模的不斷擴大對電網運行的安全性和可靠性提出了更高的要求。電力監測係統可以實時監測電力係統,及時發現和解決(jue) 故障並實現電力係統的高效安全運行,這是一個(ge) 強大的保障電力行業(ye) 的穩定發展,對電力行業(ye) 的蓬勃發展產(chan) 生深遠影響。

參考文獻

  1. 龔雨英.電力監控係統的設計與(yu) 應用.[J]

  2. 王顯平.變電站綜合自動化係統運行技術,2012.10.

  3. hth下载地址電力監控與(yu) 保護類產(chan) 品選型手冊(ce) ,2022.07.

  4. hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) ,2022.05.