0 引言
配電自動(dòng)化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)上述變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運(yùn)行。
本文以高容量全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池廠電力監(jiān)控系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)單介紹變電站的配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
高容量全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池廠是江森集團(tuán)投資新建的，該廠坐落在江西安吉和平鎮(zhèn)306國(guó)道傍，整個(gè)廠用電高壓部分分為20kV和10kV。20kV高壓線路分兩路送至電廠，分別為和江甲線和和森乙線。整個(gè)高壓變配電系統(tǒng)中用的是2臺(tái)美國(guó)SEL（20kV）和39臺(tái)美國(guó)GE(10kV) 的智能綜合保護(hù)，綜合保護(hù)帶有RS485通訊端口,可供上位計(jì)算機(jī)通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能管理。為了滿足工廠智能化變配電監(jiān)測(cè)的要求，浙江江森采用了上海安科瑞的電力監(jiān)控軟件Acrel-2000，該軟件用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池廠智能用電設(shè)備的自動(dòng)采集、遠(yuǎn)傳和存儲(chǔ)、預(yù)處理及分析的電力監(jiān)測(cè)平臺(tái)。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000電力監(jiān)控軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能綜保進(jìn)行電參量采集與電能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的軟件，系統(tǒng)為智能化網(wǎng)絡(luò)電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)值處理等多種現(xiàn)代信息技術(shù)，是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)和重要組成部分。軟件組態(tài)靈活、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和擴(kuò)展性強(qiáng)。它提供了良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，能夠滿足企業(yè)智能化供配電的要求，而且可利用網(wǎng)絡(luò)通訊和IT信息處理技術(shù)，有效的加強(qiáng)企業(yè)的內(nèi)部管理，提升企業(yè)的科學(xué)管理決策速度和準(zhǔn)確度。
系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示：
圖1 系統(tǒng)總體拓?fù)鋱D
整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等；該配電系統(tǒng)分成兩個(gè)部分：20kV高壓配電系統(tǒng)以及10kV低壓配電系統(tǒng)，相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在高壓電氣柜、溫控箱內(nèi)。其中20kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)安裝的2臺(tái)微機(jī)保護(hù)通過(guò)一條485總線接入智能通訊管理機(jī)；10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)39臺(tái)微機(jī)保護(hù)通過(guò)2條485總線接入智能通訊管理機(jī)，另外變壓器溫控儀經(jīng)過(guò)一條485總線接入智能通訊管理機(jī)。智能通訊管理機(jī)將現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備信號(hào)經(jīng)以太網(wǎng)接入監(jiān)控主機(jī)。
2.1 主要設(shè)計(jì)參考依據(jù)
l IEC870-1 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)總則一般原理和指導(dǎo)性規(guī)范》
l IEC870-4 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)性能要求》
l IEC870-5 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約》
l DL 448-91 《電能計(jì)量裝置管理規(guī)程》
l ISO/IEC11801 《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
l GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
2.2 軟件功能
系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了配電監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程抄表、電能報(bào)表、趨勢(shì)曲線、事件及報(bào)警等功能。
人機(jī)交互
圖2所示為本系統(tǒng)配電監(jiān)測(cè)界面，顯示了當(dāng)前各回路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及電力參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)球中心10KV各回路三相電壓、電流；并顯示當(dāng)前回路斷路器分合閘狀態(tài)，另外對(duì)于設(shè)備通訊故障以及負(fù)荷越限等非常規(guī)狀態(tài)進(jìn)行聲光報(bào)警，提醒工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理突發(fā)事件，消除隱患，確保所有設(shè)備在安全穩(wěn)定的環(huán)境下運(yùn)行，
圖2數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層的測(cè)控裝置采集完成，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Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、溫度等。
數(shù)據(jù)處理
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，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)供用戶查詢、分析。避免了運(yùn)行保障團(tuán)隊(duì)直接去配電室查看配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，確保在最短時(shí)間發(fā)現(xiàn)并排除故障。
故障報(bào)警及事故追憶查詢
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如圖3所示：
圖3用戶權(quán)限管理
可根據(jù)用戶要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對(duì)不同級(jí)別的用戶，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。
運(yùn)行負(fù)荷曲線
定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況、方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)，如圖4所示
圖4數(shù)據(jù)報(bào)表查詢
為了更加直觀的顯示各回路運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出了報(bào)表查詢功能，可以通過(guò)時(shí)間設(shè)定窗口，查詢?nèi)我庖欢螘r(shí)間內(nèi)的或者任意時(shí)間點(diǎn)的電度或者電流數(shù)據(jù)。為用戶提供了準(zhǔn)確的歷史數(shù)據(jù)查詢。
3 系統(tǒng)特點(diǎn)
系統(tǒng)的軟硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟硬件設(shè)計(jì)選擇工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可靠性非常高；整個(gè)系統(tǒng)的智能控制終端，遠(yuǎn)程智能通訊控制器全部由16位微機(jī)組成，這種集散型控制系統(tǒng)速度快，實(shí)時(shí)性好，通訊可靠；智能控制終端自帶CPU，采集周期短，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，系統(tǒng)冗余度高；各個(gè)子系統(tǒng)都是獨(dú)立工作，互不影響；并且和子系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了模塊化，進(jìn)一步提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全及可靠性。
4 總結(jié)
本文介紹了高容密全密封免維護(hù)鉛蓄電池電力監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)功能。在2011年系統(tǒng)投資運(yùn)營(yíng)以后，已經(jīng)成功運(yùn)行了近一年時(shí)間，為該廠電力設(shè)備運(yùn)行狀況起到了良好的監(jiān)督與管理作用，并將進(jìn)一步為該廠設(shè)備維護(hù)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，將各種隱患消除于萌芽之中。
參考文獻(xiàn)：
1《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》 任致程，周中，中國(guó)電力出版社
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