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中国移动上海闵行局丨电力监控系统的设计与应用

2022-01-17 17:10

本项目为中国移动上海闵行局项目电力监控系统。根据配电系统管理的要求,本项目对各变电站的低压进出线电路进行电能管理,确保用电安全、可靠、高效。

 

Acrel-2000低压智能配电系统充分利用现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展,对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。通过计算机和通信网络,将分散配电站的现场设备连接到一个有机整体,实现电网运行的远程监控和集中管理。

 

系统结构描述。

 

本监控系统主要实现中国移动上海闵行局项目配电系统的电力监控和电力管理。监控范围为51个综合保护、38个智能控制、1个直流屏幕,直接拉到23条总线值班室采集器,然后通过协议转换到值班室监控主机,实现总线仪表与监控主机的数据连接。

 

本监控系统采用分层分布式结构,即站控层、通信层和间隔层;

 

如图(1)所示:

 

中国移动上海闵行局 电力监控系统的设计与应用


(1)网络拓扑图。

 

间隔设备层主要为:多功能网络电力仪表。这些设备分别安装在电气柜中,这些设备采用RS485通信接口,通过现场MODBUS总线网络通信实现数据现场采集。

 

网络通信层主要是通信服务器,其主要功能是将分散在现场的采集装置集中采集,并远程传输到站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。

 

站控管理层:配备高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中收集和显示现场设备的运行状态,并以人机交互的形式显示给用户。

 

上述网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通信协议,RS485采用屏蔽线传输,一般采用两条连线,接线简单方便;通信接口为半双工通信,即通信双方均可接收,发送数据但同时只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10MBPS

 

RS485接口采用平衡驱动器和差分接收器的组合,增强了抗噪声干扰能力。总线允许连接多达32台设备,最大传输距离为1.2公里。

 

安科瑞电气生产的AM5系列综合保护和ASD300系列带电显示装置也可选用。

 

2电力监控系统的主要功能。

 

2.1数据采集与处理。

 

数据采集是配电监控的基础。数据采集主要由底层多功能网络仪表采集,实现远程数据的本地实时显示。需要完成的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、功率EPI、远程设备运行状态等数据。

 

数据处理主要是实时准确地向用户显示按要求收集的电参,以满足配电监控的自动化和智能要求,并将收集到的数据存储在数据库中供用户查询。

 

2.2人机交互。

 

该系统提供了一个简单、易于使用和良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气主接线图,显示配电系统设备状态及相应的实时运行参数,图片定期轮巡切换;图片实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。

 

2.3历史事件。

 

历史事件查看界面主要为用户查看故障记录、信号记录、操作记录和越界记录提供方便友好的人机交互。通过历史事件查看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便地定位要查看的历史事件,为您掌握整个系统的运行提供良好的软件支持。

 

建立和查询2.4数据库。

 

定期采集遥测和遥信量,并建立数据库,定期生成报告,供用户查询打印。

 

2.5用户权限管理。

 

对于不同级别的用户,设置不同的权限组,防止人为误操作造成的生产和生活损失,实现配电系统的安全可靠运行。用户登录、用户注销、密码修改、删除等操作可通过用户管理进行,方便用户修改账号和权限。

 

2.6运行负荷曲线。

 

负载趋势曲线功能主要负责定期收集进线、重要电路电流和功率负载参数,自动生成运行负载趋势曲线,方便用户及时了解设备的运行负载状况。点击图片中的相应按钮或菜单项完成相应功能的切换;可以查看实时趋势曲线或历史趋势线;所选曲线可以平移、缩放、量程转换,帮助用户进入线路趋势。

 

潜在分析和故障回忆为分析整个系统的运行状态提供了直观方便的软件支持。

 

查询2.7远程报表。

 

报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,筛选、组合和统计系统中处理的数据,生成用户所需的报表数据。该程序还可以根据用户的需要定期保存、打印或召唤和保存报表文件。同时,该程序还为用户提供了生成报表文件的管理功能。

 

报告具有实现日、月、年电能统计、数据导出、报表打印等功能。

 

3案例分析

 

中国移动上海闵行局项目电力监控系统根据用户不同分为两个独立的变电站。本项目对变电站0.4kV配电系统进行电能管理,根据变电站的监控完成变电站的运行管理,全面控制整个数据中心的能耗。

 

配电站的主要能耗电路采用多功能电表。我公司还拥有相应的型号仪表和PZ系列多功能仪表。它是一种为电力系统、工矿企业、公共设施和智能建筑的电力监控需求而设计的网络电力仪表。它可以测量三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功功率、无功功率等所有常规电力参数。该仪器具有两个光电隔离开关输入接点,可与智能断路器配合实现断路器的遥信操作。该系列网络电力仪表主要用于变电站自动化、配电网自动化、社区电力监控、工业自动化、能源管理系统和智能建筑。

 

低压配电二次图(2)两侧系统功能相同,主要监测运行设备的电参,包括线路三相电压、电流、功率、功率因数、电能、频率等电参和配电电路的三相电流;遥信功能显示现场设备的运行状态,主要包括:开关分割、关闭运行状态和通信故障报警;断路器变位时会发出报警信号,提醒用户及时处理故障。

 

12.jpg


(2)低压配电二次图。

 

遥信和遥测报警功能主要完成对低压出线电路开关运行状态和负载进线的监控,对开关变位和负载越限弹出报警界面指示具体报警位置和声音报警,提醒值班人员及时处理。负载越限值可以在相应的权限下自由设置。具有历史查询功能。见图(3)

 

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(3)实时遥信报警和历史遥测报警信息查询。

 

参数抄表功能主要查询低压各出线电路的电参数。支持随时查询电参数,具有数据导出和报表打印功能。本报告查询供变电站4台变压器出线各低压电路的电参数,主要包括三相电流、有功功率、有功功率和变压器温度。本报告的每个电路名称与数据库相关,方便用户修改电路名称。见图(4)

 

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(4)参数抄表。

 

功耗报告功能,可选择查询时间段,支持任何时间段的累计功耗查询,具有数据导出和报表打印功能。为值班人员提供准确可靠的电能报告。报告中的每个电路名称与数据库相关联,方便用户修改电路名称。如下图所示,用户可以直接打印变电站配电电路的精确功耗,并以EXCEL格式存储在其他位置。见图(5)

 

16.jpg


(5)电能报告。

 

系统通信结构示意图主要显示系统的网络结构,采用分层分布式结构,监控间隔设备的通信状态。红色表示正常通信,绿色表示通信故障。见图(6)

 

15.jpg


(6)系统通信结构示意图。

 

4结束语

 

随着社会的发展和电力的广泛应用,电力监控系统已成为全国重点工程、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电站用户的必然选择。本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在中国移动上海闵行局项目中的应用,可以实现对变电站高压配电电路用电的实时监控和电能管理,不仅可以显示电路用电情况,还具有网络通信功能,可以与网关、计算机等组成电力监控系统。该系统实现了对采集数据的分析和处理,实时显示了变电站内各配电电路的运行状态,弹出报警对话框和语音提示,生成了各种电能报告、分析曲线和图形,便于远程抄表、电能分析和研究。该系统运行安全、可靠、稳定,为变电站用户解决用电问题提供了真实可靠的依据,取得了良好的社会效益。

 


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