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安科瑞 陳聰
摘要:本文研究了電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營(yíng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)施,并對(duì)系統(tǒng)的概述、設(shè)計(jì)原理與要點(diǎn)、具體設(shè)計(jì)、實(shí)施和應(yīng)用、效益與優(yōu)化策略等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過(guò)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)中的電力需求進(jìn)行分析,說(shuō)明了電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要性。在設(shè)計(jì)原理與要點(diǎn)部分,介紹了系統(tǒng)的基本元素和要求,并進(jìn)行了監(jiān)控硬件和軟件選型分析。在具體設(shè)計(jì)部分,分別設(shè)計(jì)了*高頻部分、自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)。在實(shí)施和應(yīng)用部分,提出了方法和步驟,并介紹了故障診斷與解決策略以及測(cè)試與運(yùn)行結(jié)果分析。在結(jié)論部分,總結(jié)了電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營(yíng)中的實(shí)質(zhì)性作用和設(shè)計(jì)與實(shí)施中的關(guān)鍵因素。本研究的結(jié)果將為地鐵運(yùn)營(yíng)中的電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施提供有力支持和指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);地鐵運(yùn)營(yíng);設(shè)計(jì)與實(shí)施;概述;設(shè)計(jì)原理與要點(diǎn)
0引言
本文總結(jié)了地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。通過(guò)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)中的電力需求分析,認(rèn)識(shí)到電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的重要性。在設(shè)計(jì)原理與要點(diǎn)方面,討論了監(jiān)控硬件與軟件的選型,并詳細(xì)介紹了地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì),包括*高頻部分、自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)及處理。在實(shí)施和應(yīng)用方面,討論了故障診斷與解決策略。通過(guò)地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究,可以提高地鐵電力系統(tǒng)的可靠性、安*性和運(yùn)行效率,為人們提供更加便利與舒適的出行環(huán)境。
1地鐵運(yùn)營(yíng)中的電力監(jiān)控系統(tǒng)概述
1.1地鐵運(yùn)營(yíng)電力需求分析
地鐵作為一種快速、*效的城市交通工具,對(duì)于穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)有著*高的需求。在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,電力系統(tǒng)為保證列車(chē)正常運(yùn)行提供了必要的能源支持。因此,了解地鐵運(yùn)營(yíng)中的電力需求是設(shè)計(jì)和實(shí)施電力監(jiān)控系統(tǒng)的前提。
地鐵系統(tǒng)的電力需求主要包括列車(chē)牽引力、照明與通風(fēng)設(shè)備能耗,以及車(chē)站設(shè)備和信號(hào)系統(tǒng)的電能消耗。在高峰時(shí)段,地鐵線路上可能存在大量列車(chē)同時(shí)運(yùn)營(yíng),因此電力系統(tǒng)需要具備高供電能力和可靠性。此外,隨著地鐵網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展,電力需求也隨之增加[1]。1.2電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要性
電力監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營(yíng)中扮演著至關(guān)重要的角色。一方面,它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的異常情況,提前預(yù)警并采取相應(yīng)措施,確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面,電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)電力設(shè)備的能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析,幫助地鐵公司進(jìn)行能源管理和節(jié)能減排工作,降低運(yùn)營(yíng)成本并推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。
1.3監(jiān)控系統(tǒng)的基本元素及要求
地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本元素包括傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、通信網(wǎng)絡(luò)和*央監(jiān)控站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的要求主要包括以下幾個(gè)方面:
(1)實(shí)時(shí)性:監(jiān)控系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r(shí)采集、傳輸和處理電力設(shè)備的數(shù)據(jù),及時(shí)反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況;
(2)可靠性:監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備高可靠性,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸和存儲(chǔ),以及故障的自動(dòng)恢復(fù)和報(bào)警功能;
(3)靈活性:監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)地鐵運(yùn)營(yíng)的需要,具備較強(qiáng)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性,能夠滿(mǎn)足不同地鐵線路和車(chē)站的監(jiān)控要求;
(4)安*性:監(jiān)控系統(tǒng)需要保證數(shù)據(jù)的安*性,采取合適的安*措施,防止數(shù)據(jù)泄露和被篡改。
2電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要素包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)性要求、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、故障診斷和預(yù)警等。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面,電力監(jiān)控系統(tǒng)可以采用分布式或集中式結(jié)構(gòu)。分布式結(jié)構(gòu)將傳感器分布在地鐵電力供應(yīng)系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)監(jiān)測(cè)和采集數(shù)據(jù);集中式結(jié)構(gòu)則將所有的數(shù)據(jù)集中到一個(gè)*心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理和分析。根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以提高監(jiān)控系統(tǒng)的效率和可靠性。
實(shí)時(shí)性要求是電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的要素。地鐵電力供應(yīng)的實(shí)時(shí)性要求較高,需要對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理能夠快速響應(yīng)并及時(shí)更新。因此,在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要合理安排數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)量和位置,以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。
數(shù)據(jù)采集與傳輸是電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)關(guān)鍵要素。地鐵電力供應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源于各種傳感器和設(shè)備,如變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備等。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理這些數(shù)據(jù),需要采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)采集設(shè)備和傳輸方式,如傳感器、數(shù)據(jù)采集器和通信網(wǎng)絡(luò)等。
數(shù)據(jù)處理與分析是電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心要素。通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)記錄與分析、故障診斷與預(yù)警等功能。因此,在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理算法和分析工具,以提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和效率。
故障診斷和預(yù)警是電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要要素之一。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)電力供應(yīng)中可能存在的故障和異常情況,并及時(shí)進(jìn)行診斷和預(yù)警。因此,在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要合理選擇故障診斷算法和預(yù)警策略,以保證系統(tǒng)的安*和穩(wěn)定。.
3地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)
3.1*高頻部分設(shè)計(jì)
*高頻部分設(shè)計(jì)需要考慮地鐵電力系統(tǒng)中的高頻電磁干擾問(wèn)題。地鐵與電力線路密切相關(guān),特別是在架空線路附近。因此,在設(shè)計(jì)*高頻部分時(shí),需要采取措施以保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)免受電磁干擾的影響。這包括選擇合適的電纜、隔離設(shè)備和屏蔽材料,以降低電磁干擾的影響[3]。
*高頻部分設(shè)計(jì)需要考慮監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸距離和可靠性。地鐵系統(tǒng)通常覆蓋較大的范圍,因此,監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸距離*須能夠滿(mǎn)足地鐵線路的需求。同時(shí),為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?,?yīng)選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)和傳輸協(xié)議,并采取冗余設(shè)計(jì)以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
另外,*高頻部分設(shè)計(jì)還需要考慮監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。地鐵電力設(shè)備工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于確保地鐵運(yùn)營(yíng)的安*和穩(wěn)定非常重要。因此,在*高頻部分設(shè)計(jì)中,應(yīng)采用合適的傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并能夠及時(shí)報(bào)警和采取相應(yīng)的措施。
3.2自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)時(shí),不得不想到監(jiān)控硬件和軟件的選擇問(wèn)題。對(duì)于監(jiān)控硬件,高性能和穩(wěn)定性是兩大關(guān)鍵要點(diǎn),這些硬件包括了整個(gè)系統(tǒng)中的傳感器、控制器及監(jiān)測(cè)設(shè)備等。監(jiān)控軟件方面,*須處理和分析數(shù)據(jù)的能力*強(qiáng),有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及分析地鐵電力運(yùn)行狀況的實(shí)力,并能根據(jù)需要調(diào)整相應(yīng)的控制和調(diào)度。
在控制系統(tǒng)中,三個(gè)塊頭的關(guān)鍵,一是數(shù)據(jù)采集和處理,二是調(diào)度算法和決策,三是遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。
*一塊頭,監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)地鐵電力的如電壓、電流、功率、能耗等等各類(lèi)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和處理。這樣,當(dāng)?shù)罔F電力運(yùn)行出毛病時(shí),可以迅速的找出并解決。
*二塊頭,調(diào)度算法和決策。自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)出臺(tái)的調(diào)度算法和決策模型,需要使地鐵電能的確實(shí)合理分配和調(diào)度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,地鐵運(yùn)營(yíng)的實(shí)際需要和需求應(yīng)放在*前面,優(yōu)化的算法和智能決策就可以提高地鐵電力利用和效率[4]。
*后,*三塊頭就是遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。憑借網(wǎng)絡(luò),不管身處何地,都可以實(shí)時(shí)監(jiān)控地鐵電力運(yùn)行狀態(tài),并作出相應(yīng)的控制和調(diào)度。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制,使地鐵運(yùn)營(yíng)的靈活性和可靠性更上一層,人為操作錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn)大大減少。
3.3數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)及處理
數(shù)據(jù)采集對(duì)于地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要性無(wú)需贅述,它承擔(dān)著實(shí)時(shí)搜羅、傳遞、處理各類(lèi)電力數(shù)據(jù)的任務(wù),成為系統(tǒng)運(yùn)行和決策的堅(jiān)實(shí)支撐。
數(shù)據(jù)采集過(guò)程通常分為三個(gè)環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)傳輸通道。數(shù)據(jù)傳感器是將實(shí)在的電力參數(shù)轉(zhuǎn)為電信號(hào)的關(guān)鍵工具,地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)通常選用電流傳感器和電壓傳感器等。數(shù)據(jù)采集設(shè)備可對(duì)傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理,使其適配后面的數(shù)據(jù)處理需求。該設(shè)備的主要部分包含模擬量采集模塊與數(shù)字量采集模塊。至于數(shù)據(jù)傳輸通道的任務(wù),就是將經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)通過(guò)一定的方式傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),一般都選擇用有線通信或無(wú)線通信,具體的決定因素取決于地鐵的環(huán)境狀況及實(shí)際所需。
關(guān)于數(shù)據(jù)采集的處理,主要有數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)解析就是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解析轉(zhuǎn)換,從而方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則是關(guān)系到數(shù)據(jù)的長(zhǎng)久存放與管理,保證數(shù)據(jù)的安*可靠[6]。此外,在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中還需要關(guān)注數(shù)據(jù)的時(shí)序性和時(shí)間同步性,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。
4電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用
4.1實(shí)施方法及步驟
在城市軌道交通運(yùn)行中,電力監(jiān)控系統(tǒng)的布局與運(yùn)用是至關(guān)重要的一環(huán),它對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定程度以及地鐵的運(yùn)行安*有著決定性的影響。
實(shí)施項(xiàng)目的前期,需要準(zhǔn)備與規(guī)劃,明確項(xiàng)目的目的以及需求,制訂周詳?shù)挠?jì)劃并對(duì)分工與責(zé)任有個(gè)清晰的概念,此外,對(duì)所需的硬體設(shè)備與軟體系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與挑選是*不可少的步驟,確保其性能優(yōu)良且應(yīng)用范圍適合。
當(dāng)項(xiàng)目揭開(kāi)序幕時(shí),要根據(jù)規(guī)定的程序和手段進(jìn)行。首先,場(chǎng)地的測(cè)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)是*須的,確定所有監(jiān)控設(shè)備和傳感器的裝置位置,并計(jì)劃詳盡的安置方案。然后對(duì)設(shè)備進(jìn)行安裝并調(diào)試,保障設(shè)備能正常工作且連接至中控系統(tǒng)[7]。
其次,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制造和配置,篇幅包含了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的架構(gòu),設(shè)置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和路由器,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安*的設(shè)置,確保系統(tǒng)信息傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安*化。
在硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建造完畢并配置后,可進(jìn)一步實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)軟件的安裝和調(diào)試。按照地鐵運(yùn)行的需要,對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行特定的設(shè)定,這其中包括了各種測(cè)量參數(shù)、失常警告規(guī)則等。同期,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)試,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和信賴(lài)度。
在操作人員培訓(xùn)與技術(shù)援助方面,需要非常著重。使人員能嫻熟運(yùn)用和維護(hù)系統(tǒng),為其解答使用中出現(xiàn)的難題,同時(shí)也要進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)以及更新。
4.2故障診斷與解決策略
地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)作中可能面臨諸如供電中斷、電力負(fù)荷異常以及設(shè)備故障和其他多種故障問(wèn)題。在地鐵的穩(wěn)定運(yùn)行和安*性上,如何及時(shí)有效地檢測(cè)和解決故障變得特別重要。
根據(jù)故障類(lèi)型的不同,應(yīng)考慮具體的解決策略。對(duì)于一般常見(jiàn)的故障,可依賴(lài)預(yù)設(shè)的故障處理手冊(cè)提前規(guī)定的方法來(lái)修復(fù)。然而對(duì)于更復(fù)雜的故障,可能需要運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),搭配實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,來(lái)找出*適合的解決方案。同時(shí),通過(guò)故障模擬試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析以驗(yàn)證解決策略的實(shí)效,以確保故障能獲得及時(shí)的修復(fù)[8~9]。
為了進(jìn)一步提升故障解決效率和準(zhǔn)確性,要利用現(xiàn)代化技術(shù)手段,譬如人工智能、大數(shù)據(jù)分析等。通過(guò)分析和挖掘大量的歷史故障數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)潛在的故障模式和趨勢(shì),從而有充足的時(shí)間采取應(yīng)對(duì)的預(yù)防措施。另一種構(gòu)建之道,便是成立某一種故障信息處理的制度。此制度可將故障事項(xiàng)歸類(lèi)、匯總、剖析,為排除故障及其診療提供*方位支持。
4.3測(cè)試與運(yùn)行結(jié)果分析
完成了電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和執(zhí)行以后,實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行結(jié)果的探討,就變?yōu)樵u(píng)定系統(tǒng)性能和有效性的重要步驟。為了在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行中,保證系統(tǒng)的可信賴(lài)與穩(wěn)定,需做到*方位實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可被劃分為功能實(shí)驗(yàn)、性能實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。
功能實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谠囼?yàn)各模塊和功能,確保系統(tǒng)功能可以正常工作。例如,對(duì)于*高頻方面,能夠模擬多種電力故障和狀態(tài)變化,以驗(yàn)證系統(tǒng)響應(yīng)迅速及其故障診斷功能。對(duì)于自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集方式,模擬實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程,可以驗(yàn)證系統(tǒng)調(diào)度和數(shù)據(jù)采集的功能。
系統(tǒng)性能試驗(yàn),它的目標(biāo)就是測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)的反應(yīng)速度、資源利用和負(fù)擔(dān)處理等指數(shù)。例如,模擬出一大規(guī)模的地鐵運(yùn)營(yíng)情景,了解系統(tǒng)處理大量數(shù)據(jù)的能力,及獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并展示的能力[10]。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),主要是通過(guò)不間斷運(yùn)行來(lái)檢驗(yàn)系統(tǒng)穩(wěn)定與可靠性。因系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,*須連續(xù)不斷地運(yùn)行,所以,保證穩(wěn)定性為系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過(guò)模擬地鐵連續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)景,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性測(cè)試,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題。
通過(guò)測(cè)試和運(yùn)行結(jié)果的分析,可以*面評(píng)估地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)的性能和效果,并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。優(yōu)化策略可以包括提升系統(tǒng)性能、改進(jìn)故障處理流程、加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析等方面,以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
5安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
5.1概述
針對(duì)用戶(hù)變電站(一般為35kV及以下電壓等級(jí)),通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護(hù)裝置等設(shè)備組成綜合自動(dòng)化的綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了變電、配電、用電的安*運(yùn)行和*面管理。監(jiān)控范圍包括用戶(hù)變電站、開(kāi)閉所、變電所及配電室等。
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(wú)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)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等功能于一體的開(kāi)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(hù)變電站,可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站*方位的控制和管理,滿(mǎn)足變電站無(wú)人或少人值守的需求,為變電站安*、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
5.3系統(tǒng)架構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)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(hù)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。
5.4系統(tǒng)功能
(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):直觀顯示配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電參數(shù)信息,動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號(hào)。
(2)電參量查詢(xún):在配電一次圖中,可以直接查看該回路詳細(xì)電參量。
(3)曲線查詢(xún):可以直接查看各電參量曲線。
(4)運(yùn)行報(bào)表:查詢(xún)各回路或設(shè)備*定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)。
(5)實(shí)時(shí)告警:具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位,保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
(6)歷史事件查詢(xún):對(duì)事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯,查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。
(7)電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表:系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況。
(8)用戶(hù)權(quán)限管理:設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限。
(9)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
(10)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè):可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。
(11)遙控功能:可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
(12)故障錄波:可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況。
(13)事故追憶:可自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息。
(14)Web訪問(wèn):展示頁(yè)面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息,設(shè)備通信狀態(tài),用電分析和事件記錄。
(15)APP訪問(wèn):設(shè)備數(shù)據(jù)頁(yè)面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。
6系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場(chǎng)合 | 型號(hào) | 圖 片 | 保護(hù)功能 | |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel- 2000Z | 電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所,對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控,對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表,用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況,可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS,包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。 | ||
網(wǎng)關(guān) | ANet- 2E8S1 | 8路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入,ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT等協(xié)議上傳,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、XML、JSON進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、支持標(biāo)準(zhǔn)8GBSD卡(32GB)、支持不同協(xié)議向多平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);每個(gè)設(shè)備的多個(gè)報(bào)警設(shè)置。輸入電源:AC/DC220V,導(dǎo)軌式安裝。 | ||
35kV/10kV/6kV 微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6-*AM5SE-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器、PT監(jiān)測(cè)/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機(jī)保護(hù) | ||
35kV/10kV/6kV 弧光保護(hù) | ARB5-M | 主控單元,可接20路弧光信號(hào)或4個(gè)擴(kuò)展單元,配置弧光保護(hù)(8組)、失靈保護(hù)(4組)、TA斷線監(jiān)測(cè)(4組)、11個(gè)跳閘出口; | ||
ARB5-E | 擴(kuò)展單元,多可以插接6塊擴(kuò)展插件,每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號(hào): | |||
ARB5-S | 弧光探頭,可安裝于中壓開(kāi)關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室,也可于低壓柜。弧光探頭的檢測(cè)范圍為180°,半徑0.5m的扇形區(qū)域; | |||
35kV/10kV/6kV 進(jìn)線柜電能質(zhì)量 在線監(jiān)測(cè) | APView500 | 相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度,有功無(wú)功功率及電能、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子)、波動(dòng)/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波,波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲(chǔ),內(nèi)存32G,16D0+22D1,通訊2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口(+1維護(hù)網(wǎng)口)+1USB接口支持U盤(pán)讀取數(shù)據(jù),支持61850協(xié)議。 | ||
35kV/100kV/6kV 高壓柜智能操控、 節(jié)點(diǎn)測(cè)溫 | ASD500 | 5寸大液晶彩屏動(dòng)態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠(yuǎn)方/就地、分合閘、儲(chǔ)能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測(cè)量、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對(duì)時(shí)、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫、*電參量測(cè)溫、脈沖輸出、4~20mA輸出; | ||
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測(cè)量 | APM830 | 三相(1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實(shí)時(shí)及需量,本月和上月值,電流、電壓不平衡度,66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄,2-63次諧波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示; |
35kV/10kV/6kV 高壓柜除凝露溫濕度控制器 | WHD72面板式 | 支持測(cè)量并顯示2路溫度,2路濕度。 | ||
WHD20R導(dǎo)軌式 | 支持測(cè)量并顯示2路溫度,2路濕度。 | |||
變壓器繞組 溫度檢測(cè) | ARTM-8 | 8路溫度巡檢,預(yù)埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出; | ||
0.4KV低壓進(jìn)出線柜接頭測(cè)溫 | ARTM-Pn-E | 無(wú)線測(cè)溫采集可接入60個(gè)無(wú)線測(cè)溫傳感器;U、I、P、Q等*電參量測(cè)量;2路告警輸出;1路RS485通訊; | ||
ATE400 | 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流大于5A,測(cè)溫范圍-50-125C,測(cè)量精度±1℃;無(wú)線傳輸距離空曠150米; | |||
0.4KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無(wú)線溫濕度傳感器,溫度精度:±1℃,濕度精度:±3%RH,發(fā)射頻率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命:≥3年(可更換) | ||
ATC600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透?jìng)?,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報(bào)警出口。 | |||
0.4KV低壓進(jìn)線柜多功能電力儀表 | AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31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);電流規(guī)格3×1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí);工作溫度:-10℃~+55℃;相對(duì)濕度:≤95不結(jié)露 | ||
0.4KV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測(cè)量,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5(6)A,有功電能精度0.5S級(jí),無(wú)功電能精度2級(jí) |
7結(jié)語(yǔ)
該工程電力監(jiān)控系統(tǒng)驗(yàn)收投運(yùn)后,實(shí)際運(yùn)行情況達(dá)到預(yù)期效果,得到了使用方的滿(mǎn)意評(píng)價(jià)。其便利及實(shí)用性主要反映在以下幾個(gè)方面:工作人員可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),為優(yōu)化電力設(shè)備運(yùn)行提供了有效參考,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,免去到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作,提*效率,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守智能變電站的目標(biāo);形成了一個(gè)基礎(chǔ)的能源管理系統(tǒng),可以完成對(duì)能源數(shù)據(jù)進(jìn)行在線的采集、計(jì)算、分析及處理從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源物料平衡、調(diào)度與優(yōu)化、能源設(shè)備運(yùn)行與管理等方面發(fā)揮著重要的作用;由于*廠工程龐大而分期實(shí)施,系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為后期預(yù)留了充足的接口,使用方在后期實(shí)施的擴(kuò)容工程中得到了很大的便利。
該項(xiàng)目存在各變電站內(nèi)部?jī)膳_(tái)變壓器互相備用、變電站之間變壓器互相備用的情況,0.4kV進(jìn)線和母聯(lián)MT斷路器間互投關(guān)系復(fù)雜,在方案設(shè)計(jì)階段需要充分理解電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式,明確各斷路器間的投切邏輯關(guān)系,以指導(dǎo)硬件連接和軟件編寫(xiě)。在電力系統(tǒng)正式投運(yùn)前還進(jìn)行了聯(lián)動(dòng)調(diào)試進(jìn)行驗(yàn)證,這是該電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施的難點(diǎn)。
由于電力監(jiān)控系統(tǒng)屬于智能化供配電系統(tǒng)的一部分,其集成度相當(dāng)高,工程移交前編寫(xiě)了用戶(hù)操作手冊(cè),并組織使用人員進(jìn)行了3天的理論培訓(xùn)和上機(jī)培訓(xùn),對(duì)疑點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的講解,讓使用人員對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的操作有了深入了解的同時(shí),也使該系統(tǒng)在以后的運(yùn)行中功能得到充分利用奠定了基礎(chǔ)。
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