摘要:計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在當(dāng)前越發(fā)成熟,配電系統(tǒng)用電技術(shù)在發(fā)展過程中不斷的呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化與智能化的特點(diǎn)。當(dāng)前很大一部分工業(yè)企業(yè)在電力監(jiān)管方面的技術(shù)較為落后,在一些必要的智能監(jiān)控裝置配置上也存在不足,由此便造成了配電系統(tǒng)中負(fù)荷分配出現(xiàn)一些不合理的現(xiàn)象,在對(duì)用電計(jì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過程中準(zhǔn)確性不足,這些問題的出現(xiàn)在很大程度上影響了用電過程中的安全性并導(dǎo)致了電能浪費(fèi)。
關(guān)鍵詞:智能電力監(jiān)控系統(tǒng);工業(yè)企業(yè);應(yīng)用
1.工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)的狀況
在當(dāng)前我國的大型工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)用電的規(guī)模相對(duì)較大,而且用電的地點(diǎn)較為分散,用電的負(fù)載情況也復(fù)雜.鍋爐注汽企業(yè)屬于工業(yè)企業(yè)的用電大戶之一,其配電系統(tǒng)具有較高的復(fù)雜性,而且單臺(tái)設(shè)備裝機(jī)的容量也相對(duì)較大,在這種情況下就需要供電具有較高的可靠性,而這也是大型工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)之中的一個(gè)典型的代表。本文就這種主要是對(duì)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用加以研究。
1.1主要特點(diǎn)
在鍋爐注汽企業(yè)之中的配電系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)特點(diǎn):
1)用電負(fù)載的情況相對(duì)比較復(fù)雜,用電設(shè)備的種類具有多樣性特點(diǎn),設(shè)備主要包括一些有電加熱的設(shè)備、負(fù)責(zé)提供壓縮空氣的設(shè)備、給水的設(shè)備、用來測(cè)試性能的設(shè)備以及一些通用的設(shè)備等;
2)單臺(tái)設(shè)備的裝機(jī)容量相對(duì)較大,整個(gè)連續(xù)用電的周期相對(duì)較長,而考慮到企業(yè)在鍋爐運(yùn)行方面的成本相對(duì)較高,基于這種情況就需要供電具有較高的可靠性;
3)在對(duì)設(shè)備電源進(jìn)行控制的過程中一般都是采用變頻電源,由此便在很大程度上影響了電能的質(zhì)量,嚴(yán)重的情況下可能影響到設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。保障電力運(yùn)行過程中的安全性以及使配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性得以實(shí)現(xiàn),對(duì)于企業(yè)運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性和安全性以及可靠性有著重要的意義。
1.2存在的問題
在當(dāng)前大多數(shù)鍋爐企業(yè)的配電系統(tǒng)中二次設(shè)備配置大 都比較落后,而且缺少足夠的運(yùn)行維護(hù)人員,整個(gè)管理模式較為簡單和粗放,并且其中還存有一定的隨意性問題,基于這種情況就使管理過程中出現(xiàn)了一定程度的問題。
1)對(duì)能源進(jìn)行計(jì)量所使用的手段相對(duì)原始,而且電力負(fù)荷的實(shí)際情況不夠清晰,在對(duì)能源進(jìn)行計(jì)量的過程中主要采用的是人工抄表的方法,由此便影響到了系統(tǒng)負(fù)荷情況難以實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確的反映出來,更難做到應(yīng)用電力負(fù)荷調(diào)控的方法 來使電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的經(jīng)濟(jì)性與安全性。針對(duì)一些大型 的用電設(shè)備搬遷與增容的項(xiàng)目由于系統(tǒng)運(yùn)行過程中缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐,并且企業(yè)很難結(jié)合實(shí)際情況制定出較為合理的配點(diǎn)方案,甚至也會(huì)造成變壓器和局部回路發(fā)生過載的情況。另外,由于在對(duì)各個(gè)用電單元的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過程中準(zhǔn)確性不足,在很大程度上影響到了電量化考核等相關(guān)的節(jié)電管理工作的開展。
2)電能質(zhì)量所具有的不可控性與不可測(cè)性問題。由于在大型工業(yè)企業(yè)符合具有一定的特殊性特點(diǎn),而且在其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中電能質(zhì)量方面的問題開始逐漸凸顯出來,現(xiàn)有的配電系統(tǒng)并不能對(duì)電能的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)和有效的監(jiān)測(cè),并且 在很大程度上影響到了電能質(zhì)量造成的安全隱患被發(fā)現(xiàn)出來的及時(shí)性,進(jìn)而便會(huì)在很大程度上影響到電能質(zhì)量相應(yīng)工作的改善與開展。
3)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的及時(shí)預(yù)警以及對(duì)相關(guān)事故進(jìn)行排查。在當(dāng)前企業(yè)之中大都只能采用一些人工的管理手段,這種方法很難實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣安全隱患的排查,也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)于故障的預(yù)警。一旦有電氣事故發(fā)生的話由于事故情況記錄數(shù)據(jù)的不足有可能造成事故原因排査過程中出現(xiàn)困難。
為了研究如何解決企業(yè)配電系統(tǒng)管理過程中所岀現(xiàn)的 這些問題,而通過對(duì)信息化管理手段進(jìn)行引入,而這 也成為了企業(yè)配電管理工作發(fā)展的一個(gè)方向。
2.智能電力監(jiān)控系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)的介紹
2.1系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
我們可以結(jié)合智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)差異將其具體的分為3個(gè)層面:網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場測(cè)控層以及監(jiān)控管理層。
現(xiàn)場測(cè)控層的主要功能是通過對(duì)現(xiàn)場測(cè)控單元進(jìn)行利用來實(shí)現(xiàn)對(duì)變配電站之中所有回路產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與分析。現(xiàn)場測(cè)控單元之中主要包含了微機(jī)綜合保護(hù)、變壓器溫控箱和直流監(jiān)測(cè)單元以及智能網(wǎng)絡(luò)儀表等?,F(xiàn)場測(cè)控層能夠?qū)﹄娏?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量,其中主要包括三相電壓、功率、電流、電度、功率因素以及諧波含量等。其也具有對(duì)饋線回路斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)團(tuán),主要是通過微機(jī)綜保來對(duì)相關(guān)的故障信息進(jìn)行獲取,并且能夠通過對(duì)變壓器溫控儀進(jìn)行利用來對(duì)變壓器的狀態(tài)信息進(jìn)行獲取。
網(wǎng)絡(luò)通訊層屬于現(xiàn)場測(cè)控層設(shè)備以及監(jiān)控管理層設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊線路以及通訊設(shè)備數(shù)據(jù)交換的一個(gè)總稱,其屬于連接監(jiān)控管理層與現(xiàn)場測(cè)控層的一個(gè)紐帶和橋梁。網(wǎng)絡(luò)通訊層主要包括了光電轉(zhuǎn)換器、路由使用的通訊電纜和光線以及光交換機(jī)等相關(guān)設(shè)備。
監(jiān)控管理層的作用是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度。其主要設(shè)備包括顯示器、監(jiān)控主機(jī)、打印機(jī)、電力監(jiān)控軟件以及UPS電源等設(shè)備。監(jiān)控管理層的核心部分是負(fù)責(zé)對(duì)電力進(jìn)行監(jiān)控的軟 件,通過軟件的各種管理功能以及人機(jī)界面,能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。
2.2系統(tǒng)功能介紹
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用可以對(duì)變配電站的運(yùn)行情況 進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的反映,對(duì)于各種模擬量的數(shù)值以及開關(guān)的狀態(tài)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄,并且對(duì)變配電站運(yùn)行過程中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的記錄,方便運(yùn)維人員對(duì)信息進(jìn)行查詢和分析,并且可以使他們處理報(bào)表的工作變得便捷。
1)數(shù)據(jù)采集和處理的功能。電力供配電系統(tǒng)之中數(shù)據(jù)的采集和處理是安全監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),通過對(duì)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備開關(guān)量和模擬量的實(shí) 時(shí)采集,所采集到的數(shù)據(jù)可以經(jīng)過處理之后生成一些較為直觀的數(shù)據(jù),或者直接的在監(jiān)控主機(jī)的屏幕之上顯示出來。并且系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些重要信息的存儲(chǔ)。
2)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)曲線。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)所包含的主要是實(shí)時(shí)遙信與遙測(cè)值,對(duì)于所選單元遙信量的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)遙信的反映,并且可以對(duì)所有遙測(cè)量的當(dāng)前值進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控反映。
3)歷史數(shù)據(jù)庫。對(duì)于各種事件的記錄以及遙測(cè)和遙信的數(shù)據(jù)能夠記錄和保存,并且參照歷史數(shù)據(jù)庫能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析??梢詫?duì)不同時(shí)段的設(shè)備提供電力運(yùn)行曲線,其主要是用在對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的分析。
4)報(bào)警功能。對(duì)于一些開關(guān)的變位信息智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以自動(dòng)生成警報(bào),釆用的告警形式是音響以及圖形彈出窗口。系統(tǒng)所有發(fā)生的報(bào)警都會(huì)在歷史數(shù)據(jù)庫中被記錄出來,由此可以使相關(guān)的人員有據(jù)可査,并且為他們分析和處理故障提供有效的數(shù)據(jù)支撐。
5)操作權(quán)限的設(shè)定。結(jié)合配電室之中工作人員職責(zé)與工作范圍的差異性給予他們相應(yīng)的權(quán)限,避免一些不同級(jí)別的人員發(fā)生越權(quán)操作的問題。并且,系統(tǒng)可以對(duì)一些事故處理者的權(quán)限密碼進(jìn)行記錄,通過這樣能使査詢工作變得更加方便。
3.安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型
3.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求,針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系
統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶 變電站,可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障
3.2應(yīng)用場所
(1) 辦公建筑(商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等)
(2) 商業(yè)建筑(商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等)
(3) 旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)
(4) 科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑、會(huì)展中心等)
(5) 通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)
(6) 交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場、車站、碼頭建筑等)
(7) 廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
(8) 新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo) 準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
3.4設(shè)備選型
應(yīng)用場合 | 型號(hào) | 保護(hù)功能 |
35kV進(jìn)/饋線 | AM6-F | 三段式(帶方向、復(fù)合龜壓閉鎖)過流保護(hù)、小電流接地選型保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載 |
35kV電機(jī) (2000kW以上) | AM6-MD | 電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、電機(jī)綜合保護(hù) |
35kV PT監(jiān)測(cè) | AM6-U | PT監(jiān)測(cè) |
35kVr用變 | AM6-TR | 三段式過流、過負(fù)荷保護(hù)、變壓器非電量保護(hù) |
10kV/6kV進(jìn)饋線 | AM5-F | 三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、 PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減栽、后加速過流、逆功率保護(hù) |
10kV/6kV廠用變 | AM5-T | 三段式過流/零序過流、過負(fù)荷保護(hù)(吿警償閘)、 控故障告警、PT斷線告警、非電參量保護(hù) |
10kV/6kV異步電機(jī) | AM5-M | 兩段式過流/零序過流/負(fù)序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù) (告警演制)、低電壓保護(hù)、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)例護(hù)、啟動(dòng)超時(shí)、熱過載保護(hù) |
10kV/6kV電容器 | AM5-C | 兩段式過流/零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)(告警演閘)、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡 電壓/電流保護(hù); |
10kV/6kV 母聯(lián) | AM5-B | 進(jìn)線備投/母聯(lián)備投、兩段式過流保護(hù)、PT斷線告警; |
10KV/6RV PT 監(jiān)測(cè) | AM5-U | 低電壓警吿、PT斷線吿警、過龜壓吿警、零序過壓吿警; |
10kV/6kV PT | AM5-BL | 單母線分段系統(tǒng)的PT二次并列/解列控制 |
環(huán)網(wǎng)柜 | AM3 AM2 | 三段式定時(shí)限過流保護(hù)、反時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)、非電量保 護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
3 ~ 35kV 開關(guān)柜狀態(tài)指示儀 | ASD100L | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖 |
3 ~ 35kV 開關(guān)柜狀態(tài)指示儀 | ASD100G | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自檢、自動(dòng) 溫濕度控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、加熱回路故障告警 |
3 ~ 35kV 智能操顯裝置 | ASD200 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控裝置 | ASD300 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方僦地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、全電參量測(cè)量、柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線測(cè)溫、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控?zé)o線 測(cè)溫一體化裝置 | ASD320 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示(帶強(qiáng)制加熱)、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內(nèi)照明控制、斷路器分合次數(shù)統(tǒng)計(jì)、柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無線 測(cè)溫、RS485通信 |
0.4kV-35kV 斷路器觸頭、銅排、 電纜接頭無線測(cè)溫傳感器 | ATE100 ATE200 | 表帶式固定,電池供電,電池壽命不小于5年,測(cè)溫范圍-40^-125^,采集周期25s,發(fā)射周期4min,測(cè)量精度±2P,傳輸距離空曠10米 |
ATE300 | 扎帶捆綁固定,CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流5A,測(cè)溫范圍采集周期15s, 發(fā)射周期15s,測(cè)量精度±2P,傳輸距萬空曠100米 | |
3 ~ 35kV 無線測(cè)溫收發(fā)器 | ATC200 | 導(dǎo)軌式/螺絲固定,工作電源DC24V,可接收12個(gè)ATE200 ( ATE100 )數(shù)據(jù),帶RS485 通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測(cè)溫收發(fā)器 | ATC400 | 導(dǎo)軌式/螺絲固定,工作電源DC24V,可接收240個(gè)ATE300數(shù)據(jù),帶RS485通信接 口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測(cè)溫裝置 | ARTM-Pn | 嵌入式安裝,工作電源AC/DC 1100/220V,可與ATE100. ATE200、ATE30。配合 使用,安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測(cè)量多18點(diǎn)溫度;兩路無源溫度告警輸出;一路 RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心 |
無線測(cè)溫集中釆集觸摸屏 | ARTM-7062HT-(HI) | 嵌入式安裝,工作電源DC 24V,可與ATE100、ATE200. ATE300傳感器配合使用 ,安裝在高壓柜、低壓柜內(nèi)測(cè)量多240點(diǎn)溫度;一路RS485通信接口可將數(shù)據(jù)上 傳到監(jiān)控中心 |
電參量測(cè)量 | AEM96 | 三相所有電力參數(shù)測(cè)量、電壓和電流的相角、四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率、大需 量、歷史電能統(tǒng)計(jì)、開關(guān)量事件記錄、歷史記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率)、開關(guān)量、報(bào)警輸RS485 (MODBUS 或 DL/T645-2007協(xié)議)量測(cè)量 |
電力監(jiān)控系統(tǒng)
| Acrel-2000Z
| 可建立配電網(wǎng)絡(luò)一次系統(tǒng)圖,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)無人值班模式;根據(jù)順序 事件記錄、波形記錄、故障錄波,協(xié)助運(yùn)維人員實(shí)現(xiàn)快速故障分析、定位和排除 問題,盡量縮短停電時(shí)間;實(shí)時(shí)采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動(dòng)等參數(shù),對(duì)配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進(jìn)行用能分析和能效管理。
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4.結(jié)束語
本文主要是對(duì)鍋爐注汽行業(yè)電力管理過程中存在的相 關(guān)問題進(jìn)行分析,并且對(duì)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加以介紹,并且對(duì)智能電力監(jiān)控系統(tǒng)引入之后供電可靠 性提高的效果,符合分配的優(yōu)化情況以及維護(hù)人員工作效率的提高程度進(jìn)行一定的描述,希望由此可以使配電系統(tǒng)管理過程中的問題得到一定的解決以及對(duì)用電管理的水平加以提高。
參考文獻(xiàn)