徐霜
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
【摘要】:介紹六二三所,采用綜合保護裝置、智能電力儀表,采集配電現(xiàn)場的各種電參量和狀態(tài)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-3000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。
【關鍵詞】:六二三所; 10KV變配電所;綜合保護裝置;智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電能管理系統(tǒng)。
概述
中國飛機強度研究所(623所)
中國飛機強度研究所隸屬于中國航空工業(yè)*集團公司,編號623所,是中國航空工業(yè)*的飛機強度研究中心與地面強度驗證試驗基地。
623所的主要工作方向是:負責飛機結構強度技術領域的預先研究,為新機研制和改型提供結構強度關鍵技術;負責承擔全尺寸飛機結構地面強度驗證試驗,代表國家對新研與改型飛機在首飛前給出性強度結論,并為飛機結構定壽、延壽與可靠性評定提供性試驗數(shù)據(jù)。
本項目位于上海浦東新區(qū)南圍場河路及經(jīng)三路交叉口,是為中國飛機強度研究所(623所)201號全機靜力/疲勞試驗廠房及202號動力中心設計的電能管理系統(tǒng)。
1、需求分析
現(xiàn)場共有四座變電室,分別為10KV變電所、201號全機靜力/疲勞試驗廠房變配電所、202號動力中心變配電所及空壓機配電所。電能管理系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下:
電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新,并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。
對各回路的電流繪制趨勢曲線,便于分析該回路配電運行工況。
對各回路的電能集抄功能,并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。
對各回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。
對高壓部分進行SOE事件查詢。
對變壓器部分進行溫度實時報警,便于實時了解現(xiàn)場變壓器狀態(tài)。
多用戶權限管理,便于分級操作。
本技術條件適用于六二三所的變配電室。供方產(chǎn)品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術條件,但不于此,其技術性能應滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
2、系統(tǒng)方案
監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對六二三所變配電進行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為10KV變電室的綜合保護裝置;201號全機靜力/疲勞試驗廠房變配電所的綜合保護裝置、變壓器溫控儀、低壓進出線多功能儀表;202號動力中心變配電所的、變壓器溫控儀、低壓進出線多功能儀表;空壓機配電所的綜合保護裝置。系統(tǒng)接入201號全機靜力/疲勞試驗廠房變配電所2塊綜合保護裝置,62塊多功能儀表,2塊變壓器溫控儀共分8條總線,總線直接接入本變電所內數(shù)據(jù)采集箱,通過光纖上傳數(shù)據(jù)至202變電室值班室主機;10KV變電室10塊綜合保護裝置,202號動力中心變配電所,46塊多功能儀表,2塊變壓器溫控儀,空壓機配電所3塊綜合保護裝置,共分8條總線,總線直接接入本變電所內串口服務器,從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。
系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
1)站控管理層
站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。
2)網(wǎng)絡通訊層
通訊層主要是由NPORT5610串口服務器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。NPORT5610串口服務器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表、綜合保護裝置、直流屏、變壓器溫控儀;以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達到了無人值守的目的。
3)現(xiàn)場設備層
現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表、綜合保護裝置、直流屏、變壓器溫控儀組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器,經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
智能儀表現(xiàn)場連接示意
現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務器NPORT5610,進而將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:
低壓進線和饋線回路采用多功能儀表,它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。
3、系統(tǒng)功能
功能特點
本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面,一切操作均可在界面上進行,而且具有遠程顯示功能。
登錄界面
為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作(如配電回路名稱修改等)。定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行維護管理提供可靠的安全保障。將用戶的級別分為操作工、工程師、系統(tǒng)管理員這三個等級,每個等級可以單獨賦給不同的操作權限,包括進入運行、退出運行、報表管理。系統(tǒng)管理員為zui高等級用戶,高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶。
監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊,標題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。
標題界面中顯示當前登錄用戶及系統(tǒng)當前時間。
系統(tǒng)界面中顯示當前界面對應各種參數(shù)。
菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。不同的功能按鈕,可進入相應的功能界面。
配電監(jiān)測界面
配電監(jiān)測功能
可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括:三相電流,電能。
當選擇以“管理員"身份登錄系統(tǒng)后,可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱,直接對回路名稱進行修改,修改后系統(tǒng)會自動保存。系統(tǒng)圖中,各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示,紅色表示回路接通,綠色表示回路斷開。
通過“溫控報警"按鈕,界面可顯示溫控儀實時采集的數(shù)據(jù)。
溫控儀界面
此界面可以溫控儀溫度的實時狀態(tài)。
通訊狀態(tài)
實時顯示接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構,可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài),對出現(xiàn)異常的設備及時維護,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
通訊狀態(tài)圖
通訊狀態(tài)能夠看到整個系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡結構,該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊狀態(tài),出現(xiàn)網(wǎng)絡故障時,系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。紅色表示通訊正常,綠色表示儀表通訊出線故障。及時通知維系人員進行查詢故障原因。
電參量報表
實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢zui近更新的記錄數(shù)等,并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。
設置需要查詢的時間,點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數(shù)據(jù)包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數(shù)、電能。
該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定,電流越限,功率、功率因數(shù)是否符合要求。以此為依據(jù),對系統(tǒng)進行更好的管理和優(yōu)化。
報表可以以電子表格的方式導出,同時具備打印功能。點擊打印報表,按需要即可打印報表。
電能報表
以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時可追溯,維護計量體系的正確性。
電能報表功能
用電量的管理以報表形式呈現(xiàn),該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的各回路用電,每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內,可方便查詢。
通過調節(jié)開始時間和結束時間,即可顯示此時間段內的用電量。
該報表可以以電子表格的方式導出,同時具備打印功能。
電流曲線
對配電系統(tǒng)總進線回路(或重要負荷的出線)設計了電流勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負荷占比,確保供電可靠性,為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能,還可分析用能需量的增長趨勢,適時調整需量申報,減少因需量偏差過大造成的多余繳費。
電流曲線功能
曲線圖表的X軸表示時間跨度,Y軸表示量程,選擇相應的回路刷新曲線,可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示;
電流曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。
報警及事件
實時報警
實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開,并一直隱藏在后臺。
當有電流或者電壓越限,并且觸及報警界*,“相應實時報警"窗口就會自動彈出,并以紅色字體顯示具體的報警信息:回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
通過調節(jié)開始時間和結束時間,即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息,包括遙測報警和遙信報警,還包括具體的報警時間,報警類型,報警內容等。
系統(tǒng)事件
選擇“實時事件",可以查看當前狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運作情況,選擇“事件查詢",可以查詢任意時刻的運作情況。
4、結束語
在當今配電設施的應用中,變電所的配電安全性至關重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在六二三所的應用,可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài),對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。
參考文獻:
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