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電能管理系統(tǒng)在云南建行本部變電所改造的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1249更新日期:2013-09-25

      摘要:介紹中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量、變壓器三相溫度和配電室發(fā)電機(jī)房溫濕度。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的管理。

關(guān)鍵詞:中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部電能管理;變電所;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

 

概述 

    Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。本項(xiàng)目為中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所改造。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對(duì)銀行變電所內(nèi)的低壓配出線(xiàn)進(jìn)行電力監(jiān)控,以保證用電的安全、可靠和。

 

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)測(cè)與電能管理;監(jiān)測(cè)范圍為改造變電所的T1、T2變壓器的饋線(xiàn)柜、母聯(lián)柜、電容補(bǔ)償柜,變壓器的相間溫度、配電室和發(fā)電機(jī)房的溫濕度,饋線(xiàn)柜和母聯(lián)柜側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)總計(jì)有29只儀表,分4條總線(xiàn),都是直接通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)走管道拉至值班室連接到串口服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;如圖(1)所示:

(1)

    間隔設(shè)備層主要為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開(kāi)關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)。

    以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸,一般都采用二根連線(xiàn),接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便;通訊接口是半雙工通信通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線(xiàn)上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,zui大傳輸距離為1.2km。

 

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

2.1  數(shù)據(jù)采集與處理

    數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度EPI、諧波量、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

    數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù),達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

2.2  人機(jī)交互

    系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線(xiàn)圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參;畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開(kāi)關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷時(shí)事件

    歷時(shí)事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號(hào)記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過(guò)歷史事件查看平臺(tái),您可以根據(jù)自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)

    主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),定期生成報(bào)表,以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

2.5  用戶(hù)權(quán)限管理

    針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來(lái)的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行。可以通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲線(xiàn)

    負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)的,方便用戶(hù)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)或歷史趨勢(shì)線(xiàn);對(duì)所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨

勢(shì)分析和故障追憶,為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢(xún)

    報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶(hù)的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能。

報(bào)表具有自由設(shè)置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

3  案例分析

3.1  客戶(hù)要求

     中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部變電所0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)測(cè)與電能管理;監(jiān)測(cè)范圍為地下B2變電所改造的T1、T2變壓器聯(lián)絡(luò)柜、母聯(lián)柜、電容補(bǔ)償柜、變壓器相間溫度、配電室溫濕度、發(fā)電機(jī)溫濕度,饋線(xiàn)柜側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理

客戶(hù)提供的配電室電力監(jiān)測(cè)需求表(列舉)

諧波報(bào)表功能,下圖是客戶(hù)要求實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)顯示,主要完成對(duì)低壓出線(xiàn)回路的諧波分量統(tǒng)計(jì),為值班人員提供了直觀、、可靠的電網(wǎng)質(zhì)量報(bào)表。

機(jī)房環(huán)境、變壓器相間溫度報(bào)表功能,下圖是客戶(hù)要求實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)顯示,主要完發(fā)電機(jī)房和配電室溫濕度統(tǒng)計(jì),變壓器相間溫度風(fēng)機(jī)啟停的檢測(cè)。

機(jī)房環(huán)境、變壓器相間溫度報(bào)表功能,下圖是客戶(hù)要求實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)顯示,主要完發(fā)電機(jī)房和配電室溫濕度統(tǒng)計(jì),變壓器相間溫度風(fēng)機(jī)啟停的檢測(cè)。

客戶(hù)對(duì)報(bào)表的要求:對(duì)各回路的電流、電壓、功率、功率因數(shù)、2-31各次諧波分量、相間溫度℃,發(fā)電機(jī)房和配電室溫濕度做相應(yīng)的報(bào)表并支持查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)打印功能,用餅圖的形式顯示四個(gè)中心機(jī)房的負(fù)載率。

3.2  針對(duì)本項(xiàng)目軟件實(shí)現(xiàn)功能

    本改造項(xiàng)目中部分低壓出線(xiàn)回路采用北京愛(ài)博II 50多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,兩個(gè)變壓器采用LD-B10-10F溫度巡檢儀,配電室和發(fā)電機(jī)房采用HD 30溫濕度儀表,其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度、諧波量等多種電參量。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。

1#主變壓器一次圖見(jiàn)圖(1),功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線(xiàn)三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開(kāi)關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警。  

            

 

圖(11#主變壓器一次圖

參數(shù)抄表功能,主要完成對(duì)低壓各出線(xiàn)回路的電參數(shù)進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢(xún)供變電所2臺(tái)變壓器出線(xiàn)各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。見(jiàn)圖(2)。

圖(2) 參數(shù)抄表

用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún),支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。 見(jiàn)圖(3)。

 

         

 

圖(3) 電能報(bào)表

     電能年、月、日報(bào)表功能,主要完成對(duì)低壓出線(xiàn)回路的電能進(jìn)線(xiàn)年、月、日統(tǒng)計(jì),還配電能餅圖,為值班人員提供了直觀、、可靠的年、月、日?qǐng)?bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。見(jiàn)圖(4和圖(5

     

圖(4

 

圖(5

諧波報(bào)表功能,主要完成對(duì)低壓出線(xiàn)回路的諧波分量統(tǒng)計(jì),為值班人員提供了直觀、、可靠的電網(wǎng)質(zhì)量報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和報(bào)表打印等功能。見(jiàn)圖(6)。

圖(6諧波報(bào)表

 

機(jī)房環(huán)境、變壓器相間溫度報(bào)表功能,左圖是客戶(hù)要求右圖是軟件實(shí)現(xiàn)的,主要完發(fā)電機(jī)房和配電室溫濕度統(tǒng)計(jì),變壓器相間溫度風(fēng)機(jī)啟停的檢測(cè)。為值班人員提供了直觀、、可靠的變壓器運(yùn)行情況和機(jī)房環(huán)境報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和報(bào)表打印等功能。見(jiàn)圖(7和圖8)。

 

圖(7變壓器相間溫度

圖(8機(jī)房環(huán)境檢測(cè)

 

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。見(jiàn)圖(9)。

               

 

圖(9)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn),點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢(shì)分析和故障追憶,具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見(jiàn)圖(10)。

              

圖(10)趨勢(shì)曲線(xiàn)圖

 

4  結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國(guó)各地工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇,本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在中國(guó)建設(shè)銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所改造的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)模擬分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話(huà)框及報(bào)警聲音提示,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線(xiàn)、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的社會(huì)效益。

 

參考文獻(xiàn):

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

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