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安科瑞變配電監(jiān)控系統(tǒng)在勝利油田物探院項目中的應用

時間:2010-01-19 17:39:17來源:limin

導語:?本文介紹一種基于數(shù)字式智能儀表在配電系統(tÇ’ng)改造中的應用,現(xiàn)場層采用智能數(shù)顯儀表(SCADA)采集配電現(xiàn)å ´çš„U、I、P、COS¢ã€ Ep等電參量和開關信號。

 

概述

      勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chÇŽn),已安全運行16年,配電系統(tÇ’ng)分為高、低壓兩大部分,高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進線,有6臺1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負荷用戶,主要包括網(wÇŽng)絡二樓處理機房機群及其配套用電設備;網(wÇŽng)絡三樓解釋機房、局域網(wÇŽng)服務器及其配套用電設備、局信息中心ERP機房計算機及其配套用電設備;綜合樓處理和解釋機房用電設備;制冷機組及其配套用電設備以及全院的生產(chÇŽn),生活用電。

      高、低壓一次設備是十四年前安裝的,原配電系統(tÇ’ng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tÇ’ng),所用備件多,通訊線接點多,易出故障,操作系統(tÇ’ng)是Windows NT 4.0,應用、維護起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負荷的增加和SP2機群的擴容,變壓器容量和配電回路開關的容量和數(shù)量已不能滿足當前用電負荷的需求,并且設備嚴重老化,斷路器分斷能力差;另外,供電公司正在進行油田線路升壓,原6KV進線已升為10KV,原低壓母線和變壓器出線開關容量不夠,電容補償柜也已老化,起不到無功補償?shù)淖饔谩榱吮WC全院科研、生產(chÇŽn)的正常運行,我們對低壓配電系統(tÇ’ng)進行了一次全面的系統(tÇ’ng)改造。

      由于物探院屬于一級供電用戶,供電系統(tÇ’ng)要求絕對安全、可靠。根據(jù)場地設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控和集中管理的要求,改造后的配電系統(tÇ’ng)采用了Acrel-2000型低壓智能配電系統(tÇ’ng)實現(xiàn)對高低壓設備的遙測、遙信、遙控即“三遙”功能。

      Acrel-2000型低壓智能配電系統(tÇ’ng),充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wÇŽng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展,對變配電系統(tÇ’ng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tÇ’ng)的二次設備進行組網(wÇŽng),通過計算機和通訊網(wÇŽng)絡,將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體,實現(xiàn)電網(wÇŽng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1配電監(jiān)控系統(tÇ’ng)構成 

      本系統(tÇ’ng)采用分層分布式計算機網(wÇŽng)絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示:

分層分布式計算機網(wǎng)絡結構即間隔層、通訊層和站控層

 

      間隔層主要的設備為:多功能網(wÇŽng)絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)å ´MODBUS總線組網(wÇŽng)通訊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

      中間層主要為:通訊服務器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

      站控層:設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監(jiān)控系統(tÇ’ng)安裝在計算機上,集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶,同時用戶可以通過系統(tÇ’ng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設備,實現(xiàn)遠程遙控功能。

      以上網(wÇŽng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強,總線上允許連接多達32個設備,最大傳輸距離為1.2km。

2監(jiān)控系統(tÇ’ng)的主要功能 

數(shù)據(jù)采集與處理

      數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎,數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wÇŽng)絡儀表采集完成,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括: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、遠程設備運行狀態(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時準確的顯示給用戶,達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

人機交互

      系統(tÇ’ng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tÇ’ng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tÇ’ng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù),畫面定時輪巡切換;畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示;開關量顯示;連續(xù)記錄顯示等

故障報警及事故追憶

      在配電系統(tÇ’ng)發(fā)生運行故障時,會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路,同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點,以被用戶查詢,追憶故障原因。

數(shù)據(jù)庫建立與查詢

      主要完成遙測量和遙信量定時采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。

用戶權限管理

      針對不同級別的用戶,設置不同的權限組,防止因人為誤操作給生產(chÇŽn),生活帶來的損失,實現(xiàn)配電系統(tÇ’ng)的安全,可靠運行。

電能成本管理

      自動進行日、月、年的電能統(tÇ’ng)計,可以進行尖、峰、平、谷時段設定,實現(xiàn)具有電能分時計費功能,同時生成日、月、年報表。

運行負荷曲線

      定時采集進線及重要回路電流負荷參量,自動生成運行負荷趨勢曲線的,方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。

3案例分析

      勝利油田物探研究院低壓配電系統(tÇ’ng)主要有6臺10kv/0.4kv配電變壓器,本系統(tÇ’ng)主要負責對低壓進線及相應配出回路的實時動態(tài)監(jiān)控。

      進線回來采用ACR320EK多功能網(wÇŽng)絡電力儀表,其是針對電力系統(tÇ’ng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網(wÇŽng)絡電力儀表,它能測量所有常規(guÄ«)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率,功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wÇŽng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網(wÇŽng)自動化、小區(qÅ«)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tÇ’ng)及智能建筑等領域。

      重要配出回路采用ACR100K系列網(wÇŽng)絡電力儀表,該儀表主要完成三相電流、三相電壓、有功電度的測量以及開關信號的檢測和繼電器遙控輸出。

      一般配出回路采用Pz42-AI/KC系列網(wÇŽng)絡儀表,該儀表主要完成三相電流測量、開關信號檢測和繼電器遙控輸出。

      圖(1)為系統(tÇ’ng)主監(jiān)控畫面,實時顯示遙測數(shù)值,斷路器運行狀態(tài)信息,運行事件報警,畫面快捷切換,系統(tÇ’ng)功能菜單等主要功能。

系統(tǒng)主監(jiān)控畫面

①遙測:主要監(jiān)測運行設備的電參量,其中包括:進線三相電壓,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;

②遙信:實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)主要包括:開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警;

③遙控:主要實現(xiàn)對智能斷路器的遠程分/合閘操作,所有操作均要通過嚴格的權限驗證,以防止運行人員誤操作。

      報表統(tÇ’ng)計功能:主要完成對進線回路的事件記錄報表(見圖(3));遠程抄表(見圖(4))以及用電統(tÇ’ng)計報表統(tÇ’ng)計(見圖(5)),支持時間查詢及報表打印輸出。

負荷曲線:定時采集進線回路的電流參量,同時生成趨勢曲線(見圖(6)),實時了解設備負荷狀況,同時為事故追憶提供依據(jù)。

圖像描述


系統(tǒng)特點

      通訊線接點少,畫面顯示直觀,數(shù)據(jù)刷新快,及時反應現(xiàn)場設備的運行狀況,同時系統(tÇ’ng)操作簡單,方便用戶使用。

結束語:

      目前該系統(tÇ’ng)已經(jÄ«ng)成功投入運行近半年,系統(tÇ’ng)運行安全、穩(wÄ›n)定,極大的方便了用戶的使用。隨著社會的快速發(fā)展,用戶對供配電自動化和智能化的要求越來越高,實現(xiàn)配電室的無人職守已經(jÄ«ng)成為未來配電自動化發(fā)展的一個方向;ACREL-2000型低壓智能配電系統(tÇ’ng)是解決供配電高質(zhì)量運行的良好配電系統(tÇ’ng)之一,通過系統(tÇ’ng)的運行,可以實現(xiàn)和保障配電系統(tÇ’ng)的可靠、安全、穩(wÄ›n)定運行,并在此基礎上降低設備運行成本,提高配電自動化質(zhì)量。

參考文獻

任致程、周中編著  電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南 中國電力出版社 2007.4

朱立泉 變配電系統(tÇ’ng)的智能管理系統(tÇ’ng)分析  智能建筑電氣技術  2007年第1卷第4期

王振生 解析《變配電所計算機監(jiān)控系統(tÇ’ng)》智能建筑電氣技術  2006年第5卷第3期

 

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