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嘉興寶達(dá)物流電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

瀏覽次數(shù)：2598更新日期：2013-07-09

 

嘉興寶達(dá)物流電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定
摘要：本文介紹了基于Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)多功能儀表，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套分散采集集中管理的自動(dòng)化配電系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對變配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)、實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控軟件；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；配電自動(dòng)化監(jiān)測
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，電能質(zhì)量，向用戶提供服務(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，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時(shí)也對電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。
本文以寶達(dá)物流有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)為例子，簡單介紹變電站的配電自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)。
1   系統(tǒng)分析
寶達(dá)物流有限公司位于嘉興市全塘鎮(zhèn)，一期工程擁有一個(gè)1萬噸級(jí)散貨泊位和一個(gè)1萬噸級(jí)雜貨泊位（兼顧3.5萬噸級(jí)），可同時(shí)停靠兩艘萬噸級(jí)貨輪,11年3月正式投入使用。
本項(xiàng)目共有陸地及碼頭兩個(gè)變電所，其中陸地變電所主要饋出辦公大樓及高桿燈照明。共設(shè)20KV總降站一座、500KVA變壓器一臺(tái)，低壓進(jìn)線柜一面，電容補(bǔ)償柜2面，低壓出線柜2面（共計(jì)14個(gè)饋出回路）；碼頭變電所主要饋出門機(jī)及碼頭照明，共設(shè)20KVA壓降一座、500KVA變壓器一臺(tái)、低壓進(jìn)線柜一面、電容補(bǔ)償柜2面、低壓出線柜6面（共計(jì)18個(gè)饋線回路）。陸地變電所配電詳見表1：
表1：

柜號(hào)
回路名稱
儀表型號(hào)
地址
波特率
CT
G01
20KV進(jìn)線
繼電保護(hù)
1
19200
COM4
G03
壓變避雷器柜
繼電保護(hù)
2
19200
COM4
G04
變壓器出線
繼電保護(hù)
3
19200
COM4
G05
1#主變柜出線
繼電保護(hù)
4
19200
COM4
G06
備用出線
繼電保護(hù)
5
19200
COM4
1D1
陸地380進(jìn)線
ACR320ELH
51
9600
COM3
1D2
電容補(bǔ)償
ACR320ELH
52
9600
COM3
 
 
1D3
綜合樓照明
ACR220EL
53
9600
COM3
綜合樓空調(diào)
ACR220EL
54
9600
COM3
西線高桿燈
ACR220EL
55
9600
COM3
備用
ACR220EL
56
9600
COM3
 
 
 
 
1D4
備用
ACR220EL
57
9600
COM3
備用
ACR220EL
58
9600
COM3
備用
ACR220EL
59
9600
COM3
備用
ACR220EL
60
9600
COM3
東線高桿燈
ACR220EL
61
9600
COM3
備用
ACR220EL
62
9600
COM3
中交二航局
ACR220EL
63
9600
COM3
保安辦公室
ACR220EL
64
9600
COM3
配電房電源
ACR220EL
65
9600
COM3

碼頭變電所配電詳見表2：
表2

柜號(hào)
回路名稱
儀表型號(hào)
地址
波特率
端口號(hào)
G1
20KV進(jìn)線
繼電保護(hù)
1
19200
COM5
G3
備用出線
繼電保護(hù)
2
19200
COM5
G4
備用出線
繼電保護(hù)
3
19200
COM5
G5
碼頭變壓器出線
繼電保護(hù)
4
19200
COM5
AL1
碼頭380進(jìn)線
ACR320ELH
51
9600
COM6
 
 
 
AL4
碼頭高壓板照明、變壓器溫控、電力監(jiān)控電源
ACR220EL
52
9600
COM6
碼頭直流屏用電
ACR220EL
53
9600
COM6
碼頭PT智能照明柜
ACR220EL
54
9600
COM6
碼頭變電所照明
ACR220EL
55
9600
COM6
碼頭門衛(wèi)電源
ACR220EL
56
9600
COM6
備用
ACR220EL
57
9600
COM6
備用
ACR220EL
58
9600
COM6
備用
ACR220EL
59
9600
COM6
AL5
備用
ACR220EL
60
9600
COM6
1#門機(jī)
ACR220EL
61
9600
COM6
AL6
備用
ACR220EL
62
9600
COM6
2#門機(jī)
ACR220EL
63
9600
COM6
AL7
備用
ACR220EL
64
9600
COM6
3#門機(jī)
ACR220EL
65
9600
COM6
AL8
備用
ACR220EL
66
9600
COM6
4#門機(jī)
ACR220EL
67
9600
COM6
AL9
備用
ACR220EL
68
9600
COM6
5#門機(jī)
ACR220EL
69
9600
COM6

2          用戶需求
陸地變電所和碼頭變電所之間相距約600米，且20KV的供配電方式，提高了電壓等級(jí)，對供配電的安全可靠提出了更高的要求。因此整個(gè)碼頭供配電系統(tǒng)要求設(shè)立一套穩(wěn)定可靠的電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對碼頭及辦公大樓智能一體化的管理方式，減少因人工管理不到位所帶來的安全隱患，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對整個(gè)碼頭各個(gè)用電環(huán)節(jié)的用電情況進(jìn)行監(jiān)測。
在總降站設(shè)置后臺(tái)，對總降站及碼頭變電所內(nèi)的主要設(shè)備進(jìn)行遙測、遙信、遙控；對低壓配電柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遙測、遙信。
3          設(shè)計(jì)方案
3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
GB2887-2000                          《計(jì)算站場地技術(shù)要求》
GB/T13729-2002                     《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL478-2001                                   《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》
DL/T400-2010                  《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
DL/T 814-2002                 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002            《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T721-2000            《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》
DL/T770-2001            《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB/T50063-2008                     《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB-14285-2006                     《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
GBJ232-2002                 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T15145-2001                     《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB50171-2006            《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/50198-2011                     《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB/T17626.5                           《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》
DL/T5003-2005                       《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：

 圖1

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：碼頭變電所及陸地變電所，電力監(jiān)控管理部分設(shè)于陸地變電所總降站值班室。對于陸地變電所所有高低壓配電設(shè)備監(jiān)控儀表均可通過485總線接入通訊管理機(jī)，并由通訊管理機(jī)直接接入電力監(jiān)控通訊機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，zui終接入監(jiān)控管理主機(jī)；對于碼頭變電所，距離電力監(jiān)控值班室有 600米左右距離，因此在碼頭變電所設(shè)置通訊采集箱，所有碼頭變電所高低壓配電設(shè)備監(jiān)控儀表均通過485總線接入通訊采集箱內(nèi)通訊管理機(jī)，并由光電轉(zhuǎn)換等設(shè)備將信號(hào)通過光釬傳輸至電力監(jiān)控值班室內(nèi)電力監(jiān)控通訊機(jī)柜，zui終經(jīng)過以太網(wǎng)交換機(jī)接入至監(jiān)控管理主機(jī)。在本項(xiàng)目中通訊系統(tǒng)包括通訊管理機(jī)、屏蔽雙絞線、光纖、光電轉(zhuǎn)換等；數(shù)據(jù)采集單元主要包括微機(jī)綜合保護(hù)裝置、ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。
整個(gè)配電管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)對整個(gè)配電系統(tǒng)的一次主設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙信。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)對全部一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、計(jì)量、記錄、報(bào)警等功能。并與繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)掌握各種保護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化。
2.1     系統(tǒng)功能
數(shù)據(jù)采集與管理
配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、PT、CT及微機(jī)綜合保護(hù)裝置將現(xiàn)場各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài)；現(xiàn)場設(shè)備將所采集和處理過的信號(hào)經(jīng)屏蔽雙絞線上傳只通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級(jí)單元相互獨(dú)立的存在于整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及可用性。ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS-485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)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。
信息處理
對信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。并通過計(jì)算產(chǎn)生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年zui大負(fù)荷及zui大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間，對存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改；通過電能分時(shí)計(jì)量累計(jì)電費(fèi)，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)；通過邏輯運(yùn)算計(jì)算出設(shè)備正常、異常出現(xiàn)次數(shù)，存儲(chǔ)事故發(fā)生時(shí)間、原因。電能報(bào)表如圖2所示：
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。實(shí)時(shí)畫面如圖3所示：
畫面顯示
負(fù)荷趨勢曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖4所示：

圖2

圖3

 

圖4

系統(tǒng)特點(diǎn)

通訊線接點(diǎn)少，畫面顯示直觀，數(shù)據(jù)刷新快，及時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)系統(tǒng)操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據(jù)用戶的需求靈活變化，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)快捷方便，修改軟件也不繁瑣。
4   結(jié)束語
     本文的配電自動(dòng)化監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)功能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)的是基于B/S結(jié)構(gòu)模式下的一種監(jiān)測軟件，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，方便實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，逐步提高配電自動(dòng)化監(jiān)測報(bào)警的水平。
參考文獻(xiàn)
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》，任致程、周中，中國電力出版社
 

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