配电监控装置管理

配电监控装置管理（精选9篇）

配电监控装置管理 篇1

0 引言

电力企业为提高供电质量和服务水平,需要有一套完善的负荷侧电能管理系统,对与用户直接相关的低压电网运行状态进行实时监测,及时掌握低压配电网运行的情况,适时根据供电需求的增长调整电网负荷,及时发现和定位电网故障,发现异常供电和异常线损,杜绝供电隐患。低压配电监控装置是整套负荷侧电能管理系统中的最重要的一个环节,它一般以低压网中的配变为监测对象,使电力部门及时了解设备运行状况,为线损分析、负荷预测、电压合格率、配电规划等提供科学的依据。

1 配电监控装置在负荷侧电能管理中的应用

长期以来,低压配电网络一直是供电系统运行可靠性的薄弱环节之一,一些配电变压器和配电线路因过载发热、线损率高、电压质量合格率低等,既容易烧毁设备,也容易危及低压电网安全可靠运行,而这些故障却常常被人们忽视,为此,原能源部规定各基层单位要定期上报电压质量合格率和作配电网的可靠性统计,并在“用电管理信息技术规范”中明确提出要掌握配电网络负荷情况及重点用户的年、季、月、日各种负荷曲线等重要信息。但多年来,由于低压配电网络缺乏这方面的自动化检测手段,一般都在每年或每季的几个典型日,由工作人员用钳式电流表逐个测量配电装置负荷的简单方法,结果是费时费工,既不能反映真实情况,也不能解决实际问题。为此,研发、推广一系列低压配电网络的监控装置仪表是十分必要的。

1.1 配电监控装置硬件构成与工作原理

该类仪表的系统构成一般由电源模块、数据采集模块、数据处理及控制模块、显示模块、CPU模块和通信模块五大部分组成。模块化的设计使得该系统结构简单,便于维护与升级。仪表在工作时,对低压配电房内低压配电柜的三相电压、三相电流分别取样后,送到放大电路进行缓冲放大,再由A/D转换器变成数字信号,送到CPU进行处理,CPU将处理过的数据根据需要送至显示部分、通信部分等数据输出单元。

1.2 配电监控装置的功能描述

1.2.1 测量、显示及存储功能

在工作中,配电监控装置对低压配电柜内的各种电压、电流进行采样后,经过计算模块,将电流、电压、频率、有功和无功功率、功率因数、电能量、环境温度等各类数据传输给CPU或DSP,进行数据处理,最终得到的电网状态信息将会通过显示模块反映给工作人员进行数据的读取,对于需要存储的数据,系统会将其存储在大容量的存储器中。

1.2.2 数据的现场采集及远程通信功能

目前,这类仪表除了可以利用手抄机对测量所得数据进行手工抄表外,一般还可以扩展各种通信接口,支持RS232、RS485、ISDN等多种通信协议,从而实现了数据采集效率更高,操作更简单。随着USB技术的日渐成熟,利用电子盘进行数据的现场采集已经成为可能。这种方式具有传输误码率低、采集速度快、成本低廉等优点,比较适合于目前我国电力系统的需要。在实现数据的远程通信方面,可以利用监控装置的RS232、RS485通信接口与光端机联系,通过光纤实现数据的远程通信;还可以在监控装置内置一个modem通信模块,通过固定电话网络拨号连接的方式访问监控装置,进行远程数据采集;更新的技术是在监控装置内置GPRS通信模块,使监控装置成为一个GPRS终端,管理中心便可以利用移动通信的GPRS网络进行远程数据采集。

1.2.3 停电抄表和电路保护功能

在停电或设备电源模块发生故障时,工作人员仍然可能需要对测控仪数据存储器进行读取操作,因此监控装置应设有备用电源接口,从而实现测控仪存储的数据在任何时候都可以供读取。此外存储器还应具备静态存储功能,保证在停电时,数据可以有效的保存在内部存储单元,而不会丢失。测控仪应配置过流、过压保护元件,可以对短路、过载或过压状况进行自动保护。

1.2.4 动态无功补偿功能

在低压配电网中,尤其对公用配变台区,由于负荷的分散性和用电的不定期性等因素,决定了其三相电流及无功功率很难分配得完全平衡,在此方面,利用低压配电监控装置的动态无功补偿功能,可实现对电容器组的智能投切。监控系统的控制软件可以在配电网的多种接线方式下,通过中央处理器来控制电容器的投切开关,实现补偿功能。当需要进行无功补偿时,配变运行的三相无功电流及三相电压输入到无功补偿控制器的模块,无功补偿控制器根据配变当时需要补偿无功量,决定补偿电容的投入或切除。

1.2.5 数据综合处理功能

配电监控装置还应具备配套的后台管理软件,帮助用电管理中心的工作人员对采集到的数据进行处理和分析。目前此类管理软件的主要功能一般包括报表分析(日报表,月报表,年报表);采集记录数据的统计;电压、电流等参数曲线的绘制;无功补偿的电容器投切状态分析等。

通过后台管理软件对数据的统计与计算,工作人员可以根据软件分析结果,及时调整配电网的运行状态,保证电网的安全运行。

1.3 监控系统的控制软件设计

配电监控软件的设计包括两个部分:配电监控装置控制软件和后台管理软件。文中重点介绍配电监控装置控制软件的设计流程和实现功能。系统的软件设计部分遵循模块化设计方法,以便于调试。

系统复位以后,硬件电路便开始对电网数据进行采集,根据GB检验规范采集到的数据应该在规定范围以内,CPU根据此标准来判断数据是否达到规范,若采集数据不准确,程序返回到初始化部分重新开始。若这样循环一定的次数,那么系统便会发出报警信号来提示技术人员检修,否则,CPU便对得到的准确数据进行各种计算并存储。接下来显示程序便将准确的数据通过LCD或数码显示模块显示出来。系统监测到电网电压、电流的不平衡,便会通过程序进行自动补偿。这样,一次操作完成后,程序便返回到采集部分,进入循环状态,直到系统被重新复位。

2 配电综合监控装置在负荷侧电能管理系统中的作用

随着电力工业的飞速发展,电力供需矛盾发生了很大的变化,特别是随着电力企业改革的进一步加速,如何利用高新科技手段来适应市场经济,如何提高效率,降低成本,实现高效优质服务,已经成为实现用电营销现代化的重要任务。利用现代化的配电监控手段对用电网络进行实时监测与控制,可给用电管理提供直接的、便利的技术支持,为负荷预测、电网规划、电力调度、用电营销管理、营销服务水平、用电检查、电能计量管理等提供科学的分析依据。在此,把配电综合监控装置在电能负荷管理系统中的作用归纳为以下6点:(1)为及时了解电力市场需求,合理进行电力资源配置提供了有效的数据资料。(2)帮助电力企业更好地为客户服务,从而制定长远的营销策略,提高电力资源的配置效率。(3)利用远程通信功能,可以推动用户远程抄表的普及工作。(4)利用软件管理系统,为配网管理系统提供实时的用户用电信息,提高配网管理水平,为配网运行、维护和用户接入提供分析、决策依据。(5)配套使用的管理软件,可以强化计量装置的工况监视,防止窃电和因装置故障而漏抄电量。(6)提供真实线损,为电力企业商业化运营服务。

3 结语

利用监控装置形成完整的低压配电网信息采集系统,为供电企业的负荷侧电能管理提供科学的决策依据,其经济效益和社会效益是不言而喻的。同时,也应该注意到目前该类监控装置尚无统一的国家或行业标准,配套软件功能也有待提高。希望各生产企业与供电企业紧密协作,在实际运行中发现问题,及时改进,进一步完善和提高监控装置的各项功能,也希望有关部门加快该类监控装置国家或行业标准的制定工作,规范企业生产标准,使低压配电监控装置在负荷侧电能管理中切实发挥作用。

摘要：电力企业为提高供电质量和服务水平,需要一套负荷侧电能管理系统。介绍了低压配电监控装置在负荷侧电能管理中的应用;给出了装置的硬件构成与工作原理;对装置的各种功能进行了阐述,并归纳出该装置在电能负荷管理系统中的作用。利用监控装置对低压配电网实时监测与信息采集,为供电企业的负荷侧电能管理提供了科学可靠的决策依据。

关键词：低压配电,监控装置,应用

配电监控装置管理 篇2

管理规定

1.目的

为切实加强对道路运输业的监管，实现道路运输业由静态监管向动态监管，事后处理向事前预防的转变，特制订本管理规定。

2.适用范围

适用于公司的营运车辆和从业驾驶员。3.引用文件

3.1《中华人民共和国道路运输条例》

3.2《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发【2010】23号）

3.3《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》（交运发【2011】80号）

3.4《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》（JT/T794）

3.5《道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求》（JT/T796）4.管理职责

4.1安全保卫部负责运输车辆卫星定位系统车载终端和平台的考察和选用、安装和使用管理。

4.2公司设立GPS监控值班室，配备专用监控计算机，应指派专人负责GPS监控的管理并设置专职监控人员对公司营运车辆进行实时监控，并认真填写监控记录。

5.管理内容及要求

5.1卫星定位装置及监控平台

为早班车发车前至最末次班车停运后，监控人员应具备相应的知识和能力，胜任监控工作，履行安全职责。

5.2.2监控人员应轮换值班，因故不能值班时，应提前申请调换。值班期间，监控人员不得脱岗、离岗，不得从事与工作无关的事情。

5.2.3监控人员对上级监管平台发出的指令，应及时做出回应，同时要汇报公司安全部。

5.2.4监控人员应按规定及时填写动态监控工作台账，包括上级下达的指令。

5.2.5监控人员对车辆超速、驾驶员疲劳驾驶、车载终端失效、非站点停车等现象，及时纠正驾驶员的违法违规行为，并登记台账。

5.2.6监控人员应定期接受安全培训，提升监控业务水平。5.2.7监控人员应定期总结监控工作中出现的新现象、新问题，要报告安全部，以便制定应对措施。

5.2.8监控人员每日工作时间不得超过8小时。5.2.9公司应为监控人员提供满足规定的工作条件。5.3监控值班室职责

5.3.1负责本公司GPS监控管理系统的日常监控及各类监控信息数据的处置、登记、归档。

5.3.2监控公司GPS监控设备运作情况，组织解决硬件、软件方面在使用过程中出现的问题，保证GPS监控管理系统正常工作。

5.3.3组织人员总结分析驾驶员（车辆）违规情况，掌握其规律，提出改进办法。

有运营车辆必须安装GPS行驶记录仪。

5.5.2公司所有营运客车安装的GPS终端设备为带有卫星定位功能的GPS 行驶记录仪一体机（带打印机）；货运车辆可以安装行驶记录仪和GPS分体机。

5.5.3安全保卫部应加强对设备的管理，坚决杜绝人为破坏。5.5.4安全保卫部应与安装厂家建立良好的合作关系，安装专门人员协助安装、维护、更换设备，确保GPS终端设备更换、维护、维修到位。

5.5.5GPS终端设备的拆装必须经本单位生产、安全部门同意后，由安装厂家进行拆装，各单位派人进行监督，任何人不得私自拆装。

5.5.6已安装GPS终端设备的营运车辆必须保持通讯畅通，以便及时联系。

5.5.7安技部负责与驾驶人员签订有效的GPS监控安全管理协议书。

5.5.8任何人发现设备异常或故障时都应及时通知本单位责任部门组织进行排除，以保证设备完好，工作正常。

5.5.9公司管理部门对本单位所有GPS终端设备每月应至少进行一次逐车逐台的全面排查并建立检查台帐，对有故障的设备应及时联系更换安装，确保动态监控措施的有效实施。

5.6监控管理

5.6.1监控人员应牢固树立“安全责任重于泰山”的思想，认真履行GPS监控职责。

5.6.2公司监管部门应坚持实行公司营运车辆运行的全过程监控值班制度，应设置专职监控人员对营运车辆实行监控时间为

立即发送安全指令或使用其他通讯方式进行纠正、责令整改并做好记录。

5.6.11监控人员应利用车辆跟踪、位置查询、图片采集、车辆数据分析等功能对营运车辆进行抽查，对发现的不按规定线路行驶、私自加班、私自包车等违规现象，按相关规定进行处理。

5.6.12各单位应每天对监控情况进行汇总、分析，对驾乘人员的违法、违纪、违章、违规行为按照有关安全生产管理规定及时进行教育处理。

5.6.13监控人员对监控情况应做好各项值班记录，记录填写应认真规范，内容详实、准确。内容包括监控平台状态、上级指令信息、在线情况等。

5.6.14在使用GPS监控系统过程中发现的系统问题及缺陷，应及时反馈到集团公司监控中心，统一进行解决处理。

5.7夜间及重点车辆监控

5.7.1将本单位车辆进行分类管理监控。在全面监控的基础上重点长途班车、加班车辆及夜间运行车辆的实时跟踪监控。

5.7.5对可以预见的恶劣天气，监控人员应提前一天通知到各单位和所有驾驶员及运营车辆，并做好记录。

5.8处罚规定

5.8.1公司安全管理部门在日常管理工作中对发现的违法、违规、违章行为实行安全管理处罚。

5.8.2车辆经营者、驾驶员应服从上级部门对其违法、违章、违规行为做出处罚。

配电监控装置管理 篇3

【关键词】火灾 漏电 报警器

【中图分类号】X956 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0042-01

前言

根据《中国火灾统计年鉴》，我国电气引发的火灾事故逐年剧增，已成为火灾发生的主要原因之一，并在所有火灾起因中居首位。电气火灾占全国火灾总数的比例由20世纪80年代初的10%上升到现在的近50%，造成人身伤亡的数字也十分惊人。2010年全国由于电气火灾事故造成的直接经济损失高达521.7亿元以上，所以加大电气防火的力度势在必行。

1、电气火灾的原因

当电气线路和电气设备的绝缘受到损伤而导致接地故障，主要是指相线对地或与地有联系的导电体之间的短路，包括相线与大地、PE 线、PEN 线、 配电和用电设备的金属外壳、敷线钢管、桥架线槽、建筑物金属构件、上下水和采暖、通风等管道以及金属屋面、水面等之间的短路。当发生接地短路时在接地故障持续的时间内，与它有关联的电气设备和管道的外露可导电部分对地和装置外的可导电部分间存在故障电压。此电压可使人身遭受电击，也可能因对地的电弧或火花引起特定场所火灾或爆炸。

电气短路主要包括金属性短路和接地电弧性短路两种：金属性短路是由导体间直接接触，如相与相之间、相与 N 线之间短路，其短路电流大，短路点往往被高温熔焊，金属线芯产生高温以至炽热，绝缘被剧烈氧化而自燃，火灾危险甚大，但金属性短路产生的大短路电流能使断路器瞬时动作切断电源，火灾往往得以避免；接地电弧性短路是因短路电流受阻抗影响，电弧长时间延续，而电弧引起的局部温度可高达2000℃以上，足以引燃附近可燃物质引起火灾。另外不论是 TN 系统还是TT 系统，接地故障回路的阻抗都大于带电导体短路回路的阻抗，这也是形成接地电弧性短路的一个重要原因。而在低压电气线路上加装防火漏电报警是一种行之有效的防范措施。通过防火漏电报警系统，能够实时、准确地监控电气线路的以上故障和异常状态，提早预警发现电气火灾的隐患，及时报警提醒人员去消除这些隐患，避免火灾给国家经济和人民生命财产造成巨大损失，把电气引发火灾消灭在萌芽状态。

2、火灾监控探测器具体设计安装位置

由于《高层民用建筑设计防火规范》是建筑设计规范，而不是电气火灾报警系统产品检验标准，更不是电气火灾报警系统设计、施工验收规范，因此条文要求比较粗，要求较低，造成目前电气火灾报警系统设计、施工、验收没有明确标准，势必影响到电气火灾报警系统工程的顺利施工和运行，影响其电气火灾报警系统功能的正常发挥。

2.1根据国标《电气火灾监控动作保护装置的安装和运行》的GB13955一2005规定中，关于分级保护的规定，安装电气火灾监控火灾监控装置时，应对建筑物内防火区域作出合理的分布设计，确定适当的保护范围、预定的电气火灾监控动作值和动作时间，并应满足分级保护的动作特性要求，缩小故障切断电源时引起的停电范围。因此，设计时首先应对控制配电系统的相关参数有一个比较清楚的了解，把握控制配电线路的关联性，通盘掌握建筑内各电气设备的分布情况，确定配电设备 （配电箱、盘、柜） 的位置，把火灾监控探测器分配到相应的配电设备上，根据实际情况，如：整定电流、正常泄露电流的估算、确定火灾监控探测器的数量配置。为避免重复设置，分配原则如下：根据建筑用电负荷和线路具体情况，确定采用两级或三级保护模式；一般所有的两级开关处都要安装火灾监控探测器；三级处开关是否安装应根据负荷实际情况和建筑用途、火灾危险性等实际情况确定。在确定了火灾监控探测器安装位置后，应以总线方式设计、布线，总线制为四芯或二总线，应为形成独立的系统总线，四芯或二总线总线经总线制传送仪数据转换成RS232 串口，与终端控制台 （漏电报警系统主机）构成的电气火灾报警系统。总线制传送仪和终端控制台 （漏电报警系统主机） 应安装在消防中心或值班室。

2.2重要负荷：包括消防、安防、应急电源、通道照明线路及不允许断电的重要场所，根据GB139554.6 规定，应安装报警式的火灾监控探测器，具有采集漏电电流、过电流、线缆温度等信号，超过设定值时，只发出声光报警信号，但不切断电源，同时将采集的信号，通过总线方式，传送到控制中心，可设置手动断电模式，既保证了用电安全又保证了供电的不间断性。

3、火灾监控探测器的安装方式

根据火灾监控探测器产品的选型和工程配电系统特点，一般有以下几种设计方式：

3. 1 配电箱或控制箱内部形式的安装设计

一般用于新工程在楼层设有专门楼层配电箱或控制箱。火灾监控探测器直接安装在配电箱或控制箱内部适当位置。

3. 2 配电箱或控制箱 （柜） 外部形式的安装设计

火灾监控探测器单独做成一个箱体，将总电源通过火灾监控探测器，电源再接入配电箱或控制箱。对于改扩建工程（目前此类项目较多，营业类公共建筑改造尤为必要）的应用，火灾监控探测器只需将电源先引入漏电报警开关装置后再接入配电箱或控制箱。专门安装漏电控制器的防火监控箱设在配电箱或控制箱附近。改造工程建议采用矩型的漏电互感器，可以尽量不触动原来配电箱 （柜） 的内部导线和器件布置。

3. 3 配电柜成套形式的安装设计

直接在配电箱或控制箱面板上嵌入漏电控制器，只考虑在柜 内适当位置固定电流互感器 （一般在主空开上端或下端），不改动配电柜内部结构，不需增加单独的漏电控制器安装箱，即美观、又不占空间。应在设计中明确提出要求，在施工图会审完毕，由配电柜成套厂考虑预留面板上嵌装电气火灾探测器的开孔尺寸。

4、电气火灾报赞系统安装中应注意的事项

4.1 电气火灾报警系统施工主体单位

根据上述电气火灾报警系统的特点，电气火灾报警系统具有很高的独立性，但与配电系统密不可分，纳入强电系统施工比较便于协调配合。反之，实践证明，归入消防报警系统施工单位施工，则容易扯皮，协调配合困难，加上其对控制柜使用不熟悉，对强电导线连接、安装位置等比较陌生，施工质量难以保证。

4.2 电气火灾报警系统的施工要求

国家标准《剩余电流动作保护装置的安装和运行》GB13955 第6 部分“电气火灾监控保护装置的安装”明确指出：“ 电气火灾监控保护装置安装应充分考虑供电方式、供电电压、 系统接地形式及保护方式。电气火灾监控保护装置的形式、 额定电压、额定电流、短路分断能力、额定剩余动作电流、分断时间应满足被保护线路和电气设备的要求，在不同的系统接地形式中应正确接线”。

5.总结

配电监控装置管理 篇4

关键词：低压配电,监控装置,应用,功能,作用

随着高速公路的大力发展, 人们对高速公路的需求已经不仅仅满足于快捷性, 更注重于安全性和舒适性。高速公路良好的供电质量和服务水平, 成为社会对高速公路要求的重要部分。特别是在多隧道的高速公路段, 任何时刻的电力中断, 都会造成风机停运, 照明失效等严重后果。因此在高速公路电力管理发展过程中, 原来以人员值班以及巡检为主的配电管理正逐渐向用电管理方向过渡, 高速公路需要有一套完善的用电侧电能管理系统, 对隧道、收费广场、服务区及其它重要场所的低压电网运行状态进行实时监测, 及时掌握低压配电网运行的情况, 适时根据供电需求的增长调整负荷或投切电机, 及时发现和定位电网故障, 发现异常供电和异常线损, 杜绝供电隐患。低压配电监控装置是整套用电侧电能管理系统中的最重要的一个环节, 它一般以低压网中的配变为监测对象, 使管理部门及时了解设备运行状况, 为故障分析、电机投切及配电规划等提供科学的依据。

1 配电监控装置在高速公路电能管理中的应用

1.1 高速公路的配电特点

由于高速公路所经过的地方多数不是用电集中区, 其电源点都比较远, 但供电质量较差, 特别是电压。供电方式, 高压侧一般采用单母线不分段运行方式, 低压侧采用单母线分段运行方式。对于重要负荷配备柴油发电机组作为低压备用电源, 当10kV地方电源停电时, 由自启动柴油发电机组供电带全部重要负荷。市电与发电机电源采用自动切换方式。在备用电源投入之前, 隧道应急照明及监控通信设施由EPS或者UPS不间断电源供电。在电网恢复正常后, 自动切换为市电电网向负荷供电, 机组自动退出运行。

1.2 电力监控信号传输模式

(1) 变配电所的电力监控信号经光纤等通讯介质传至上级通信站, 再由通信系统上传至监控中心。 (2) 变配电所的电力监控信号直接经光纤等通讯介质传至监控中心。

1.3 高速公路电力监控工程概况及问题

高速公路变配电开关站分布较为分散, 站间距离较远;因此, 要对开关站进线远程监控, 主要需解决以下几个问题。

(1) 开关站内设备的保护、控制及站内配电系统信息的采集; (2) 站内信息的收集后如何通过通信系统远距离传输的问题; (3) 监控主站对各分站信息的收集和管理及主站对分站设备的控制等。

1.4 工程配置解决方案

针对上述情况, 道路交通管理以及电力规范的要求, 提出以下配置方案:变配电所配电系统自动化配置方案、各变配电所与监控主站的组网方案。

1.4.1 10kV部分

(1) 双电源进线互为备用。

采用具有备用电源自动投入 (备自投) 功能的微机保护测控单元, 双进线回路各配置一台单元, 其电流保护功能具有 (速断限时速断、过流) 三段式保护 (开闭锁, 应具有方向电流保护) , 低电压闭锁, 低周减载, 故障闭锁备自投等功能。该进线回路最显著的特点是互为备用电源并自动投入, 且实施程序软件及电气触点双重闭锁。也可远方或本地操作。

(2) 馈线回路。

对应线路微机保护测控单元采用具有三段式电流保护、重合闸、低周减载、零序保护及接地选线等功能。

(3) 出线变压器回路。

采用变压器保护测控单元, 对应干式变压器或油浸式变压器 (现高层建筑均采用干样式变压器) , 具有三段式电流保护、过负荷告警、温度保护或温度及瓦斯告警、零序 (电流、电压) 保护、接地选线等功能。

(4) PT及所有变回路。

采用站用及PT监控单元, 监控母线线、相电压, 绝缘监察, 监控所用变低压测电流、电压、PT断线告警等功能。

(5) 中央信号单元。

取代中央信号屏, 本地事故音响告警, 事故记录等。

(6) 直流电源系统监控单元。

对直流充电电压、母线电压、充电电流接地故障监控及告警 (有人值班站可不用) 。

上述单元应分散安装在开关柜上, 操作清晰、维护方便, 预留三遥接口并节省建筑面积、当然也可集中组屏, 但费用加大, 而且布线麻烦, 因此一般在设计阶段应将此部分完成, 由成套厂家统一组装。

1.4.2 380V系统回路测控配置方案

(1) 低压进线回路。

由于该回路进线较大且进线段低压母线的供电, 影响较大, 故采用一台智能监控单元。现场安装在低压进线柜上, 与低压断路器构成一低压进线开关柜, 具有三段式电流保护, 其中一段为反时限过流保护、过压、欠压保护。此外可控制电容器补偿回路的主开关, 也可扩展功率因数补偿及其它功能, 带有通讯接口 (总线方式) , 可遥测、遥信、遥控, 远方/本地迢调定值、无功补偿调控。

(2) 电动机负载回路。

对于大功率电机采用一智能单元管理一条回路或两条回路, 具有电动机的保护功能:过载 (反时限) 、断向、堵转、温升、漏电、空载、低电压等保护功能、监控及其“四遥”功能。

(3) 馈线回路。

通常分为两种电流范围内200A以上和200A以下。

对于200A以上接线方案, 采用一台智能监控单元监控1回或2～3回, 保护功能选择, 一般具有“三遥”。200A以下接线方案, 智能监控单元监控4～6回馈线, 无保护功能, 具有“三遥”。当然, 有时也按负荷的重要性来进行划分。

(4) 小电流出线回路。

通常指100A以下的回路, 一般无须遥测及遥控, 因此用一台智能开关量单元监测一面低压柜所有出线的开关位置, 并位置信息上传。

2 组网方案

监控系统组网由几部分构成:主站监控系统、各变配电所监控系统 (子站系统) 。子站系统通过子站通讯总控收集、管理本站信息, 然后通过高速公路通信系统把信息上送到主站。

3 结语

高速公路电力系统运行的稳定是高速公路正常营运的重要因素, 为了解决收费站配电房采用电工值守维护管理模式效率低、成本高的问题, 利用监控装置形成完整的低压配电网信息采集系统, 是高速公路管理的重要手段, 其经济效益和社会效益是不言而喻的。本文的目的是希望各生产企业, 供电企业及高速公路管理部门紧密协作, 在实际运行中发现问题, 及时改进, 进一步完善和提高监控装置的各项功能, 统一高速公路配电监控系统的方案, 使低压配电监控装置在用电侧电能管理中切实发挥作用, 为高速公路的运营管理创造新的效益。

参考文献

[1]　Bradley　R.Williams, 　David　G.Walden, “Distribution　Automation　Strategy　for the　Future”, IEEE　Computer　Applica-tions　in　Power,

[2]焦邵华.电网智能保护新技术的研究[D].华北电力大学博士学位论文.

[3]刘健, 倪建立, 邓永辉.配电自动化系统[M].中国水利水电出版社.

[4]朱周全仁, 张海.现代电网自动控制系统及其应用[M].中国电力出版社.

[5]吴国良、张宪法.配电自动化系统应用[M].中国电力出版社.

配电监控装置管理 篇5

在电力系统信息化高速发展的今天, 智能电网受到了重视, 在中国大陆建立一套完善的智能电网系统迫在眉睫。传统的电工24小时值班制度, 大量的电磁式仪表的使用, 使得值班人员操作繁琐容易出错。文章讲述的基于TCP/IP的配电柜监控装置就是在这样的条件下诞生的。有了该装置电力系统就可以对供电情况集中调控和监测管理;实现配电房无人值班, 节约资源。TCP/IP网络通信搭建相当简单, 只需在原有的网络上架设设备交换机和相关的网络线路即可, 这大大减少了电力控制线路布线的成本。本文主要从两个方面讲述该装置:以51单片机构成的监测和控制系统和TCP/IP网络通信模块。

装置的原理实现框图如下图1所示。51单片机构成的微机系统担任进线或馈线的电流、电压、相位、频率等参数的测量及运算和上位机的命令实施;对测量异常数据进行记录和报警输出, 对上位机的要求执行。所有的正常数据及异常数据和报警均通过51单片机的通信口 (串口) 输出, 所有上位机要施行的命令均通过51单片机的通信口 (串口) 接收。51单片机的通信口 (串口) 经串口转TCP/IP网络模块对外进行数据交流。所有的监测和控制得到与PC机组态系统实时沟通。TCP/IP网络接口组合灵活, 方便搭建智能监控平台。

监测和控制系统

1.监测模块。电力系统中, 配电柜的电能参数和开关量的监测是电力系统可靠运行的信息源泉, 因此数据准确性相当重要。在单片机系统中, 为了防止现场强电磁干扰或工频电压通过输出通道反串到测控系统, 常常采用通道隔离技术。在输出通道的隔离中, 最常用的隔离元件是光耦合器。在本检测系统中, 设置了光电隔离器件实现“隔离保安”。在硬件方面, 采用常用光电隔离器P521, 采用常用A/D转换芯片TLC549。

2.控制模块。该部分主要承担控制断路器和其他电气元件的合、分动作的控制。采用继电器干结点输出接口, 单片机可以通过设置决定若干路继电器输出的先后级别;同时可以设定继电器输出的常态 (常开/常闭) 及节点闭合、分断的时间。单片机通过ULN2003驱动继电器输出。

监测和控制系统与TCP/IP网络通信模块之间采用串行通信格式。数据格式采用RTU协议。RTU模式中, 每次传送信息前都有3.5个字符的静止时间;当对方接收到3.5个字符的静止信号时就开始清理内存准备接收数据 (依据使用的波特率, 很容易计算这个3.5个字符的静止的时间实际值) 。接着, 传送的第一个区的数据为设备地址。各个区允许发送的字符均为16进制的0-9, A-F。

网络上的设备连续监测网络上的信息, 包括静止时间。当接收第一个地址数据时, 每台设备立即对它解码, 以决定是否是自己的地址。发送完最后一个字符号后, 也有一个3.5个字符的静止时间, 然后才能发送一个新的信息。

整个信息必须连续发送。如果在发送帧信息期间, 出现大于1.5个字符的静止时间时, 则接收设备刷新不完整的信息, 并假设下一个地址数据。

同样一个信息后, 立即发送的一个新信息, (若无3.5个字符的静止时间) 这将会产生一个错误。是因为合并信息的CRC校验码无效而产生的错误。

当数据帧到达终端设备时, 它通过一个简单的“端口”进入被主机寻址到的设备, 该设备去掉数据帧的“信封” (数据头) , 读取数据, 如果没有错误, 就执行数据所请求的任务, 然后, 它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中, 把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容:终端从机地址 (Address) 、被执行了的命令 (Function) 、执行命令生成的被请求数据 (Data) 和一个校验码 (Check) 。发生任何错误都不会有成功的响应。

数据帧格式如下表1所示。

地址域 (Address) 在帧的开始部分, 由一个字节 (8位二进制码) 组成, 十进制为0～255。这些位标明了用户指定的终端设备的地址, 该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的, 仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应, 响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。

TCP/IP网络通信模块

TCP/IP网络通信模块负责衔接单片机RTU通信的数据并解析出功能后打包成TCP/IP网络通信协议对外交换数据。其报文控制框图如图2:

在数据分析过程中对电器控制的各个功能做了详尽的划分。

功能域。功能域代码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。以下列出了本设计用到的功能码 (如下表2所示) , 以及它们的意义和功能。

系统使用的功能码如下表3所示:

数据域。数据域包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如:功能域码告诉终端读取一个寄存器, 数据域则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据, 内嵌的地址和数据依照类型和从机之间的不同内容而有所不同。

错误校验允许主机和终端检查传输过程中的错误。有时, 由于电噪声和其它干扰, 一组数据在从一个设备传输到另一个设备时在线路上可能会发生一些改变, 出错校验能够保证主机或者终端不去响应那些传输过程中发生了改变的数据, 这就提高了系统的安全性和效率, RTU方式出错校验使用了16位循环冗余的方法 (CRC16) 。

结束语

配电监控装置管理 篇6

传统电流保护按电力系统最大运行方式离线整定,并按电力系统最小运行方式校验保护范围或灵敏度。虽然这种整定原则能够保证在各种运行方式和故障条件下继电保护动作的选择性,但保护性能却不能达到最佳。在最小运行方式下发生最不利的故障时,保护范围将缩小,甚至在有些情况下(例如短线路、系统阻抗较大时)可能会失去保护范围。

为克服这一缺点,可利用微机自适应电流保护技术[1,2,3],通过实时、在线计算系统电源侧阻抗及判断故障类型的方法,使电流保护具备自动识别系统运行方式和判别故障类型的能力,并根据实际运行方式和故障类型,实时、自动地调整保护整定值,从而达到保护性能最佳化和整定计算在线化。可见,自适应电流保护的本质是利用被保护线路的实时信息实现保护自适应功能[4]。

配电线路自适应电流保护的研究主要集中在保护装置的自适应和保护系统的自适应2个方面。自20世纪90年代末以来,国内在配电线路保护装置的自适应方面开展了广泛而深入的研究[5,6,7,8,9,10]。文献[56]研制出微机式自适应馈线保护试验装置,并且实现了自适应速断保护和具有反时限特性的自适应过电流保护2种基本原理。但由于技术条件的限制,上述自适应馈线保护装置并没有在电网中获得推广应用。文献[7]将实际的两相短路电流归算为同一点三相短路电流,然后再与三相短路整定值作比较,从理论上消除了负荷电流的影响,并将保护在两相短路时的灵敏度提高到与三相短路时相同。为了消除故障类型的影响,文献[8]提出了基于两相电流差的中低压线路自适应保护方案,文献[9]利用动模实验数据对该保护方案进行了验证。文献[10]提出一种将电流速断保护与无通道保护相配合的配电线路自适应保护方案。需要指出,已经提出的自适应电流速断保护方案广泛采用全周期傅氏算法计算工频稳态分量,因而不可避免地受故障信号中非周期分量的影响,由此引起的稳态相量计算误差可达20%以上[11],因此必须采取一定的数字滤波或补偿算法,将非周期分量的影响降低到工程允许的范围以内。随着现代电力系统通信技术的发展,基于通信网络的配电线路自适应保护系统技术越来越引起国内外继电保护学者的关注[12,13,14,15]。

本文立足于现有的研究水平,采用先进的嵌入式系统技术,研制出集自适应电流速断保护、传统三段式电流保护等多种保护和监控功能为一体的配电线路保护监控装置。

1 自适应电流速断保护基本原理

自适应电流速断保护根据电力系统当前的实际运行方式和故障状态实时、自动进行整定计算,无需人工干预。目前广泛采用的自适应电流速断保护实时整定算法可表示为[2]

其中,IIZDZ为自适应电流速断保护的整定值;E为等效系统电源的相电势;ZS1为被保护线路背后的正序等效系统阻抗;ZL为被保护线路的阻抗(需要预先整定);Kd为故障类型系数;KkI为可靠系数。

采用基于工频故障分量的有关算法,可以对正序等效系统阻抗ZS1、故障类型系数Kd以及等效系统电源的相电势E进行在线、准确计算[2],进一步根据式(1)即可在线计算出自适应电流速断保护的动作电流值。

自适应电流速断保护的动作条件为

其中,Im为流过保护安装处的实际故障稳态电流(有效值)。

2 XBJ-200Z装置硬件方案

2.1 总体方案

XBJ-200Z配电线路保护监控装置采用高4U、宽19/2英寸机箱,前面板为整面板形式。装置的插件采用前插安装方式,使用前面走线的排线作为弱电信号母线,使其远离后面板的交流输入及接点输入/输出电路,减少了外部电磁干扰的影响。

XBJ-200Z配电线路保护监控装置内部主要包含中央处理单元(CPU)、互感器、继电器、电源等插件和人机接口模块。

2.2 CPU插件

CPU插件控制着整个装置的运行,其构成原理如图1所示。

CPU插件主要由以下几个部分构成。

2.2.1 嵌入式系统(ES)

嵌入式系统(ES)由微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、静态存储器(SRAM)和闪速存储器(Flash RAM)等构成。MCU采用Intel公司的嵌入式处理器80C188 EC,除了模拟输入量处理以外的所有其他功能均由MCU完成或协作完成。DSP采用AD公司的高集成度单片数字信号处理器ADSP-2181,负责模拟量的计算和故障检测。FPGA负责整个系统的时序控制。SRAM(512 K)是MCU的工作内存,具有掉电保护。Flash RAM(512 K)用于保存整定方式字和程序运行代码。

2.2.2 数据采集系统

数据采集系统的构成原理如图2所示。本系统最多可外接14路交流模拟量和1路外部直流模拟量输入,所有交流模拟输入量都经互感器隔离,直流模拟输入量经光电耦合器、固态继电器(经过飞电容)隔离。经过低通滤波的交流量同直流量一起进入多路转换开关,由FPGA控制其选通哪一路进入A/D转换器。A/D转换后的数据直接由DSP处理。

内部直流量输入为零、正、负参考电压以及由一个内部芯片输出的温度值共4个内部模拟参考量,用于多路转换器、缓冲放大器、A/D转换器的校正与漂移补偿。

2.2.3 开关量输入/输出电路

本装置开关量输入共12路,供外部使用的有10路,均为内部有源接点,外接空接点即可。2路开关量输入用于监视装置内部状态,如开关位置,跳合闸回路是否完好等。

开关量输出共8路,分为2类。一类是SBO(Select-Before-Operate)即操作前预选择,一般作为保护跳合闸输出和遥控输出;另一类是DO(Digital-Output)普通数字量输出用作其他控制。装置默认配置8路SBO输出。

2.2.4 通信接口电路

本装置具有3个对外通信接口,即RS-232/RS-485通信口、RS-232维护口和以太网通信口,其中RS-232维护口用于对装置进行整定和维护。

2.3 互感器插件

互感器插件由电压输入和电流输入2部分构成,包括7路交流电压输入和7路交流电流输入。交流电压输入部分由电压互感器构成,交流电流输入部分由电流互感器构成。

2.4 继电器插件

继电器插件接收来自CPU插件的跳合闸命令,并通过跳合闸回路操作断路器。本插件具有完善的跳合闸保持回路和防跳回路,同时提供跳合闸位置信号,具有操作回路监测功能。

2.5 电源插件

电源插件为直流开关电源插件,输入直流220 V经过抗干扰措施后进入开关电源,输出供本装置使用的4组直流电压,其中5 V电压为所有数字电路提供电源;±15 V电压为运放等模拟芯片提供电源;24 V电压为开关量输入/输出提供电源。

2.6 人机接口模块

人机接口模块安装在装置前面板的内侧,其控制芯片采用PHILIPS公司的高性能、高集成度单片机,通过RS-232串行口与MCU通信。

3 XBJ-200Z装置软件方案

3.1 总体方案

整个装置的软件系统包括DSP软件、MCU软件和人机接口软件3大部分,其中DSP软件主要负责故障启动、保护算法、故障录波以及被监视线路正常运行情况下各种遥测量的计算;MCU软件运行在实时多任务操作系统(RTOS)之上,主要负责保护出口跳闸、重合闸、遥信/遥控处理、对外通信和装置自检等任务;人机接口软件也运行在RTOS之上,主要负责与MCU通信、键盘/液晶显示和装置运行告警指示灯驱动。

3.2 自适应电流速断保护

在正常情况下,装置DSP利用相电流采样值突变量启动算法检测系统是否发生故障,启动元件一般设在DSP采样中断服务程序中。当启动元件动作后,DSP转入故障处理程序流程,如图3所示。

整个故障处理流程可分为3个环节。

a.参量计算。首先收集故障后第1个工频周期的电压、电流及其故障分量的采样数据。然后,计算故障后各相电压、电流及其故障分量的稳态分量。

b.在线整定。首先通过执行基于故障分量的选相元件算法判别故障类型。然后,判断是否存在TV断线标志。当TV断线时,利用预先整定的等效系统阻抗(对应最大运行方式)和等效系统电源电势(取为额定值)计算故障类型自适应整定值;当TV回路正常时,则在线计算实际等效系统阻抗以及实际等效系统电源电势,进而计算完全自适应整定值。

在本装置中,自适应电流速断保护采用以下在线整定算法:

其中,Iset为自适应电流速断保护的整定值;Eφφ为在线计算出的等效系统电源线电势有效值;ZS1为在线计算出的被保护线路背后的正序等效系统阻抗;ZL为被保护线路阻抗(需预先整定);Kk为可靠系数。

c.测量比较。首先,根据故障类型选取测量电流值。对于三相短路,选取任意2个故障相电流差信号的有效值作为测量值;对于两相短路,选取故障相电流差信号的有效值作为测量值。然后,将测量值与保护整定值比较。如果测量值超过整定值,DSP即可向MCU发出故障跳闸中断申请。反之,则直接复归。

图4给出了自适应电流速断保护的动作逻辑,其中Iset为根据式(3)计算出的自适应电流速断保护整定值。

3.3 传统三段式电流保护

XBJ-200Z装置设有传统的三段式电流保护,各段保护的投/退、电流定值和时间定值均可进行整定,I段和Ⅱ段还可设为功率方向保护。

图5给出了I段、Ⅱ段保护的动作逻辑(此处Iset为人工输入的电流整定值),Ⅲ段与此类似,只是没有功率方向闭锁功能。

3.4 三相一次重合闸

三相一次自动重合闸采用电流保护或者自适应电流速断保护动作启动方式。当手动跳闸或合闸于故障线路时重合闸自动闭锁。重合闸功能的投/退、重合延时由用户方式字确定,重合闸动作逻辑见图6。

3.5 低周减载

动作条件:系统频率小于频率整定值。

返回系数:1.002。

闭锁条件:低电流闭锁,三相电流均低于0.5 A;滑差闭锁,频率变化率df/dt>5 Hz/s;低电压闭锁,A相电压Ua(用于频率计算)小于低电压闭锁定值35 V,或Uab<60 V。

在方式字中,低周减载功能设动作定值、动作时间及投入/退出选项,其中频率定值整定范围为45~49.5 Hz,动作时间整定范围为100 ms~65 s。

3.6 事件告警

XBJ-200Z装置可以产生下面告警事件。

a.保护动作。当有保护动作行为发生后,立即记录保护动作属性、动作时刻及动作值并产生告警事件。

b.TV断线。TV断线检查在保护未启动时进行,保护启动后只保持启动前的标志。TV断线判据为Ua+Ub+Uc>8 V或者三相电压绝对值之和小于0.5 UN。满足上述任一条件时,置TV断线标志,持续1 s后报“TV断线”告警事件。

c.开关拒动。当有遥控操作或保护动作时,立即启动开关拒动告警检测,如果在规定时间内检测不到开关发生变位,则产生告警事件。

d.跳合闸回路异常。当断路器跳、合闸实际状态与位置信号不对应时,产生告警事件。

3.7 数据采集与监控(SCADA)

a.电流测量。对来自测量TA的三相电流信号进行准确测量。

b.数据采集。直接采集三相测量电流、三相保护电流、三相电压、3u0和3i0信号并计算其有效值和相位,进一步计算有功功率、无功功率、功率因数和系统频率等电气量。此外,装置还能够采集直流量和脉冲电度量。

c.遥信处理。采集断路器位置、就地/远方控制切换开关状态等。

d.遥控处理。接收并执行来自上位机的断路器分/合闸控制命令(直接驱动分/合闸回路)。

3.8 故障录波

装置在满足录波启动条件后开始录波,并持续录波到装置完成所有保护、重合闸、后加速等动作行为结束,形成一次完整的录波报告。

故障录波同时包含事件顺序记录(SOE)信息。

4 XBJ-200Z装置自适应电流速断保护功能的测试

采用计算机仿真和微机保护测试仪波形回放技术,对XBJ-200Z装置中自适应电流速断保护和传统电流速断保护功能进行了对比测试。

4.1 仿真模型

利用电磁暂态计算程序(EMTP/ATP)建立图7所示10 k V单电源线路MN的仿真模型,其中等效系统电源相电势有效值为E=5 773.5(V);最大运行方式下的等效系统阻抗为ZSmin=0.75+j 8.6(Ω);线路阻抗为ZL=5.1+j11.309 7(Ω);负荷阻抗为ZH=78.4+j15.8(Ω);线路全长为30 km;故障点F1距离M端15 km;故障点F2距离M端21 km。

4.2 仿真波形回放

在最大运行方式下,对于F1和F22个故障点,分别通过仿真获得M端10个工频周期的三相电压和三相电流采样数据,其中包括故障前3个周期和故障后7个周期(每周期包含200个采样点)。然后,经过60:1电流变换和100:1电压变换后通过微机保护测距仪输出到XBJ-200Z装置的模拟输入端子排上。

波形回放数据分为2组,第1组对应于F1点故障,第2组对应于F2点故障,2次故障均为BC两相短路故障。

4.3 测试结果分析

表1给出了上述2组波形数据回放时(每组回放数据测试3次),XBJ-200Z装置中自适应电流速断保护和传统电流速断保护的动作情况。表中,RS1和XS1分别表示装置在线计算出的正序等效系统电阻和电抗;Eφφ表示装置在线计算出的等效系统电源线电势有效值;IZDZ·J表示装置在线计算出的自适应电流速断保护整定值;Iφφ表示自适应电流速断保护的测量电流值;Ia、Ib和Ic表示装置测量到的三相故障电流有效值;IDZ·J表示传统电流速断保护整定值。除了系统阻抗和系统电势为一次值外,其余所有电流数据(包括整定值)均为二次值。

从表1可以看出,当F1点故障时,装置中自适应电流速断保护和传统电流速断保护均能动作(F1点接近传统电流速断保护范围的末端);当F2点故障时,装置中自适应电流速断保护能够动作(F2点接近自适应电流速断保护范围的末端),而传统电流速断保护不动作。

计算表明,对于图7所示的配电系统,在最大运行方式下,当线路MN发生两相短路时,传统电流速断的保护范围约为线路全长的50%,自适应电流速断的保护范围约为线路全长的70%。

采用波形回放技术,经过大量的测试表明,随着系统运行方式、故障类型和负荷条件的变化,XBJ-200Z装置中自适应电流速断的保护性能能够始终保持在最佳状态。

5 结论

本文在现有自适应电流保护研究基础上,采用先进的嵌入式系统技术,研制出集自适应电流速断保护、传统三段式电流保护等多种保护和监控功能为一体的配电线路保护监控装置——XBJ-200Z。该装置主要由中央处理单元(CPU)、互感器、继电器、电源等插件和人机接口模块等构成,并将自适应电流速断保护、传统三段式电流保护、三相一次重合闸、低周减载、事件告警、数据采集与监控(SCADA)和故障录波等多种功能融为一体。

测试表明,XBJ-200Z配电线路保护监控装置具有功能可靠、配置灵活等优点,尤其是其保护性能能够随着系统运行方式、故障类型和负荷条件的变化而自动调整到最佳状态,因而具有良好的推广应用前景。

电视演播厅灯光配电监控管理方案 篇7

一项目概况

E01配电机房的配电系统专为2000平米演播厅提供灯光及舞美电力, 配电柜采用GCK安全柜体。该配电系统的输入电采用双供电线路, 即供电电源是两条完全独立的来自不同网络的电源, 系统可根据使用要求选择供电回路, 每个供电回路最大输出1000k W的负载, 整个灯光系统的用电设备可选择其中的一个供电回路供电, 也可选择由两个供电回路同时供电工作, 这两种方式可通过手动或自动进行切换。该方式可当最大程度地保证演出时不会因某个供电回路意外停电而导致演出黑场, 同时在日后的检修与维护上也提供了更好的便利。

配置有效的电力监控管理系统, 实时采集所有用电负荷数据, 合理分配用电负荷, 实现对用电的管理、监控、预警、记录和报警的功能。

二设计思想

充分地考虑了当前及未来一个时期的节目制作的新设备、新系统的广泛使用, 特别是高清条件下的3D摄录技术的推广使用这一时代背景, 首先, 在本次系统设计方案中我们采用配电智能动态监测的设计思想, 配电柜加入智能配电动态监测模块, 将E01配电柜进行统一管理, 配电监测系统采用了模拟实际配电回路用电实时状况参数显示及声光报警设计 (负载小于80%绿色;负载达到80%未达到90%橙色报警;负载90%及以上红色报警) , 清晰地反应在监控屏上, 使得配电系统不再处于一个完全不可控制的状态;同时, 在配电一次线路改造中, 加入应急预案的解决方案, 当配电系统监视下的设备出现重大故障时, 系统会提示故障情况, 并根据故障情况提出相应的解决办法。监测系统通过电力监测, 将配电信息进行数据转化、传输及存储, 最终使整个E01配电系统数据得到统一、完善的管理。

三管理要求

本次配电系统设计目标明确:演播室配电系统必须是安全的、可靠的、高质的、先进的、灵活的、全面的, 同时整体方案应充分地应用智能化、模块化、网络化的最新研究成果和理念。要达到这一目标就要求系统提供科学的、有效的管理及监控功能。因此, 我们围绕这一明确目标, 在设计方案中采用了一整套先进的配电智能动态监测系统及网络传输设备, 可以实时地监测配电设备的使用状态, 做到安全可靠。

四E01配电机房系统设计

1. 配电柜

设计如下:

灯光系统采用双路供电系统供电, 当其中某一路出现故障时, 可通过工具柜手动互投运行。

配电系统中使用的各配电柜均具备运行显示、分段显示、过负荷显示、短路显示功能。主进开关不采用失压保护功能, 有效保证演播室的安全播出。

配电系统主进线柜柜体采用GGD柜型, 框架式开关, 板面上配置有:三相电流显示、三相电压显示、三相来电显示, 并且在主进线柜中配置有功率表。

配电系统馈出配电柜柜体采用GGD柜型, 每个输出回路均采用固定式开关, 输出回路为固定式安装, 每个输出回路配置三相电流表, 并有运行显示, 分段显示。

配电系统各配电柜加入了配电智能动态监测模块, 该模块可对各被监测节点进行负载状态监测, 配电设备运行异常时报警, 若出现重大故障, 系统可显示相应应急预案的解决方案, 协助操作人员及时排除设备故障。

2. 检测监控平台

检测监看平台由监看大屏幕、控制桌组成, 通过演播室配电管理系统对各被检测节点进行数据采集, 实现多点监视, 现场工作人员可以通过大屏幕实时检测管理电力负载情况。

检测监看平台通过远程检测, 能够显示电力回路分布, 通过监看大屏幕实时显示出各演播室现场所有被监测电力负载的运行情况, 进行绿、橙、红分级预警, 预警同时发出蜂鸣报警, 且报警值可自行设定, 为现场操作人员提供了可靠的技术数据与检修排查故障依据。

3. 电力检测监控

电力检测监控柜是用于采集配电系统中被检测节点电力负载参数的汇总柜, 汇总柜由柜体、本地LCD监视屏、PC/数据记录机站及配电监视信号传送单元和配电监视采样数据主机组成。

4. 配电智能动态监测模块

配电系统监控模块由三个或以上电流/电压采样模块、一个网络转换模块 (可选) 、一个开关电源组成, 模块可以同时监控多点的电能使用情况。采样模块将得到的电压/电流值转换成数字信号, 通过RS485通信方式传输给网络转换模块, 再由网络转换模块与PC机通信, 将所得的电流/电压值在PC机显示。本监控模块采用了Modbus-RTU开放式通讯协议, 具备强抗干扰能力、数字化自动校准与免维护设计、工业级器件、标准化的生产工艺及测试。

5. 配电智能动态监测主机

配电智能动态监测说明如下:

配电智能动态监测主机由配电监控系统软件、光盘及主机组成;

系统可对单个或多个演播室中的多个被检测节点当前功率剩余功率和总功率等参数进行监视和查看, 通过软件中演播室界面监视和查看所选演播室下的所有设备的用电情况并且可以随时介入演播室现场图形化监测界面, 更直观地监视用电设备的实时负载工作状态;

本系统提供了标准的隔离RS-485串行通讯接口, 通讯格式符合标准Modbus方式, 可实现与PLC、RTU或计算机监控软件之间通讯, 通讯速率为1200~38400Bps可设定。通讯网络最长距离可达1200米;

系统具有设备信息, 用户使用信息管理功能, 该功能可对系统进行用户权限设置、使用功能设置;

该系统可查看所选演播室下的所有设备的详细信息及用电情况;

系统具备分级预警功能, 当负载尚未达到额定负载的80%时, 负载线路显示为绿色, 当负载超过额定80%尚未达到额定负载的90%时, 负载线路显示为橙色报警;当负载超过额定负载90%时, 显示为红色报警, 监视器会进行闪烁提示, 并伴有蜂鸣报警;

可显示被监测设备的详细用电使用信息, 如演播室名称、设备名称及编组、设备的三相电参数的详细情况, 还可以对三相电参数如电流、电压、功率的橙色、红色报警值及电流变比进行调节;

该系统具备对配电系统中单个或多个演播室多项内容进行条件查询的功能, 如参数类型、相位类型、报警类型、报警时间等。便于使用人员更好地管理被监测配电设备。

配电智能动态监测系统连接示意图如图2所示。

五配电智能动态监测主机配电监控主要应用说明

1. 登录

登录界面如图3所示。

2. 菜单栏

进入主画面后本系统分为:系统概况、演播室、设备信息、查询统计、系统设置、用户信息、应急预案、当前报警、注销九项功能。如图4所示。

3. 功能模块说明

(1) 系统概况

该界面可对当前显示的4个演播室的当前功率剩余功率和总功率进行监视和查看 (可翻页操作) 。如图5、图6所示。

(2) 演播室

进入“演播室”功能界面, 该界面用于监视和查看所选演播室下的所有设备的用电情况。可看到当前设备所属演播室名称、设备的报警状态和设备类型名称。

(3) 设备信息

该界面用于显示所选设备的三相电参数的详细情况, 还可以对三相电参数的黄色、红色报警值及电流变比进行调节。如图8所示, 该图显示当所选设备的详细三相工作参数, 电流、电压、功率的参数情况及其它们的黄色、红色报警界限值, 并可对电流、电压、功率的黄色、红色报警值进行如图9所示设置。

(4) 查询统计

该界面可对演播室、设备、参数类型、相位类型、报警类型、报警时间等多项内容进行条件查询, 便于使用人员更好的管理被监测配电设备。如图10所示。

(5) 系统设置

该界面分为系统信息设备、用户权限设置、报警动作设置。

a.系统信息设置

可进行电视台信息设置, 修改电视台信息:修改前先选择中间树型菜单的电视台名称, 然后就可以修改电视台名称, 如图11所示。新增演播室:新增前先选中中间树型菜单的电视台名称, 然后点击按钮, 程序会询问确认是否新增, 点击确定后会弹出加入的演播室的各类信息, 例如图12所示。

可对演播室进行如下操作:

修改演播室信息:修改前先选择中间树型菜单要修改的演播室名称, 然后就可以修改演播室名称;

删除演播室信息:删除前先选择中间树型菜单演播室名称, 成功后中间的树型菜单会自动更新;

新增设备信息:新增前先选择中间树型菜单的演播室名称, 然后在下面的“设备信息”处填入编号、名称、最大功率、电流变比。

如图13所示。

进行设备信息设置如图14所示:

修改设备信息:修改前先选择中间树型菜单设备名称, 然后就可以修改设备名称。

删除设备信息:删除前先选中中间树型菜单的设备名称, 成功后中间的树型菜单会自动更新。

b.用户权限设置

用户权限分为系统概况、查询统计、系统设置、用户信息四个类别。如图15所示。

选择用户后点击相应的权限可以查看或修改系统里的相应功能。普通用户无法通过菜单来查看“演播室”和“设备”的详细信息, 只能通过点击有权限的演播室和设备查看, 管理员无此限制。所选用户已勾选该权限, 则可以查看系统概况界面功能, 没有勾选则该用户进入系统后会无法查看任何演播室信息。

选择中间树型菜单的演播室节点, 然后选择用户, 并勾选该权限, 提交后该用户就可以查看所选演播室内的设备功能模块说明, 没有勾选则无法查看所选演播室信息, 在演播室界面选择演播室后会出现图16提示 (注意:勾选该权限必须具有“系统概况”权限才能生效。) 。

选择中间树型菜单的设备节点, 然后选择用户, 并勾选该权限, 提交后该用户就可以查看所选设备的三相电参数的详细情况, 没有勾选则无法查看所选设备的信息, 在设备界面选择设备后会出现图17提示 (注意:勾选该权限必须具有“系统概况”和所属演播室的查看权限才能生效。) 。

c.设备报警信息修改

选择中间树型菜单的设备节点, 然后选择用户, 并勾选该权限, 提交后该用户就可以修改所选设备的三相电参数的黄色、红色报警及电流变比, 没有勾选则无法修改所选设备的参数, 在三相电参数详细情况界面中点击任何一个“设置”按钮都会出现图18提示。

(6) 用户信息

该界面用于添加、删除用户及修改密码。如图19所示。

(7) 应急预案

当用电设备出现故障时, 系统将根据故障情况自动显示应急预案措施, 提供预制解决方案, 协助操作人员及时排除设备故障。如图20所示。

(8) 当前报警

当报警时, 该菜单会不停闪烁并且能够点击查看当前报警的设备, 无报警时该菜单不可用。例如图21所示。

六现场模拟分级预警界面

模拟被监测演播室现场电力回路数据, 实时模拟显示出各监测点电力负载运行情况 (绿色:负载尚未达到额定负载的80%;橙色:超过负载额定80%尚未达到额定负载的90%;红色:超过额定负载90%。)

系统出现报警时在屏幕右下角的Windows状态栏中会显示图标。

当有设备出现黄色报警时在“系统概况”界面会出现图22所示提示:

黄色报警:全屏慢闪并且报警的设备所在演播室出现黄色报警灯闪烁, 同时伴有蜂鸣报警。

红色报警:全屏快闪并且报警的设备所在演播室出现红色报警灯闪烁, 同时伴有蜂鸣报警。

在“演播室”界面会出现图23所示的提示:

黄色报警:全屏慢闪并且报警的设备出现黄色报警灯闪烁, 设备状态为错误, 同时伴有蜂鸣报警。

红色报警:全屏快闪并且报警的设备出现红色报警灯闪烁, 设备状态为错误, 同时伴有蜂鸣报警。

在“设备信息”界面会出现图24所示提示:

黄色报警:全屏慢闪并且超过黄色报警的电参数值呈黄色显示, 同时伴有蜂鸣报警。

红色报警:全屏快闪并且超过红色报警的电参数值呈红色显示, 同时伴有蜂鸣报警。

配电监控装置管理 篇8

配电自动化这一术语,是20世纪90年代美国提出的,但迄今为止,对配电自动化及其相关的一系列技术,国际上尚无统一的定义和规范。国家经贸委2002年发布的DL/T 814-2002《配电自动化系统功能规范》指出:配电自动化系统是应用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,将配电网实时信息、离线信息等进行安全集成,构成完整的自动化及管理系统等,它是配电自动化与配电管理集成为一体的系统。

2002年前后,虽然“配电自动化”在国内也热门一阵子,但实践结果无论从技术的成熟程度、从社会效益和经济效益诸方面远远不如90年代发展的变电站自动化,因此未能推广应用。究其原因主要是前几年把“配电自动化”的重点放在10 k V的馈线自动化上,忽略了对负荷侧设备的监控管理。而实现馈线自动化对配电网结构、一次设备、通信网络要求高,投资大,只适合一些大城市或发达地区试点,不易推广。

2009年国家电网公司提出建设坚强智能电网,于2009年11月2日发布并实施的Q/GDW 370—2009《城市配电网技术导则》、2009年11月20日印发的《配电自动化试点建设与改造技术原则》,这两个文件明确其适用范围是城市配电网,且是中压配电网。

对于量大面广的中小城镇和广大农村配电网目前自动化水平和管理水平普遍还比较薄弱,尤其是面向用户的低压配电网,这些地区该如何根据其实际情况进行配电自动化的建设和改造?目前研究的很少,有关配电自动化和配电管理的文件和已发表的文献也很少有论述。而这些配电网也是实现智能电网的重要基础之一,是与用户互动的重要环节。

1 研究意义

配电网范围很广,城市和农村配电网的结构、负荷特点有很大不同,对配电自动化系统的功能要求必然有很大的区别。现在不少中小城市尤其是农村配电网的设备仍比较陈旧,运行和管理人员技术力量比较薄弱。随着大量高新技术产品的推广应用,不少生产高新产品的企业在中小城市和县级落户与大量家电下乡的形势,使用户对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高,有时电源的瞬时中断也会导致不可挽回的损失。传统的技术和管理手段已无法适应新形势的需求。

目前有关配电网自动化的产品和系统种类很多,例如:馈线自动化设备FTU、配电监测终端TTU、DTU等;在配电管理方面,有集中抄表系统、营销管理系统、信息管理系统等等,这些系统多数都是分散设立的,既增加用户投资,也不方便管理。目前广大城镇和农村供电企业,基层管理人员和员工计算机水平普遍不高,种类繁复的各种系统,运行维护工作量大,只会使基层工作人员不知所措,入手困难。

针对全国量大面广的中小城市及农村配电网的现状、实际情况和需求,清华大学和北京清电华力电气自动化科技有限公司,专为这些供电企业和客户群研发一套技术先进、集成功能强、性价比高、实用型的配电网监控和配电管理集成系统——“THPS-2000配电网监控管理远程抄表一体化系统”。可满足全国各地中、小城市及农村等各级配电网提高自动化水平和管理水平的迫切需求。该系统把配电监控、配电管理、设备管理和集中(远程)抄表集成为一体,可节约用户投资,也便于用户管理,能大大减轻运行人员的工作负担。系统结构充分考虑可伸缩性、可扩展问题,根据配电网的特点量身定制,实用性强,性价比才能高。

2 一体化系统网络结构

配电网智能监控管理及远程抄表一体化系统由配电主站、配电子站、配电终端、通信系统组成,网络结构如图1所示。

系统主要实现配电SCADA、馈线自动化FA、远程抄表、配电管理、设备管理、配电GIS等功能。系统借助光纤、GPRS、CDMA、3G、电力载波等多种通信手段,实现数据采集、远方控制,通过就地型或集中型馈线自动化(根据实际情况选用),实现故障区段的快速切除与自动恢复供电;通过信息交换总线与外部系统进行互连,整合配电信息,外延业务流程,建立完整的配网模型,扩展和丰富配电自动化系统的应用功能,支持配电调度、生产、运行以及用电营销等业务的闭环管理。可以根据需要扩展对分布式电源/储能/微电网等接入,通过电网分析应用软件实现配电网的自愈控制和经济运行分析,实现与上级电网的协同调度以及与智能用电系统的互动。

3 配电主站的功能[1]

配电主站的基本功能包括配电SCADA、远程抄表、配电管理、设备管理、故障诊断和故障报警、配电GIS等功能。

3.1 配电SCADA

(1)可对中低压配电网(20 k V~380 V)的馈线、开关站、配电室、环网柜、箱式变电站、柱上开关、配电变压器等的运行工况、运行参数、潮流方向进行实时监控并进行记录、显示。

(2)在保证图形、拓扑来源唯一性的前提下,具备下列功能:数据采集、状态监视、远方控制、交互操作、智能防误操作、图形显示、越限告警、事件顺序记录、事故追忆、数据统计、报表打印和配电通信网络工况监视等。

(3)对供电质量进行实时监视,分析并计算电压合格率、三相电压不平衡度、三相负荷不平衡率等,遇有越限便发告警信息。

3.2 远程抄表(集中抄表)

(1)通过无线或电力载波的方式,对所有大用户的电子式电能表进行远程抄表,可分别将智能电表的有功电能、无功电能等行码及电能量的平、峰、谷值远传至监控主站,同时采集用户的电流、电压、有功、无功等实时运行参数,对大用户进行实时监视。

(2)采用集抄器,通过无线或电力载波的方式,对普通用户的智能电表进行远程抄表,并上传到配电子站或主站层。

(3)可把抄表数据送至营销系统,大大减少营销系统录入的工作量。

记录的数据齐全、准确、记录表格可读性好,可明显减轻抄表员现场抄表的劳动强度和工作量。

3.3 配电管理

(1)负荷趋势监测:

可记录和显示实时及历史对比负荷曲线。

(2)负荷管理:

提供每台台变和每回馈线的负荷分配情况与全所各回线的负荷比例,为供电部门进行负荷管理和负荷控制提供科学的依据。

(3)拓扑分析:

在系统发生事故跳闸时,可直观地显示受影响的变压器、线路等情况。

(4)计划检修作业:

对用户报修形成记录。可提供供电企业所需两大类型的工作票和操作票的编辑和打印功能,从而提高了运行管理人员的工作效率和操作的准确性。

(5)供电可靠性统计:

统计停电时间,跳闸次数。

3.4 设备管理

(1)建立基于地理信息系统上的电力设备维护监视系统,可以统计出馈线上任何节点后面的专用台、客户名称、联系方式等信息。

(2)为每回馈线的设备(台变、柱上开关等)建立了设备台帐和报修记录。

(3)对配电终端设备和智能电表以及通信模块的运行情况实时监视和故障诊断,以提高系统自身的可靠性和智能化水平。

(4)本系统提供设备管理索引、摘挂牌操作、设备台帐、报修管理等各种画面可供用户查看。

3.5 故障诊断和故障报警

(1)当检测并判断到系统发生事故时,立即在监控机屏幕上显示受故障影响区域和受影响设备,对故障区域和受影响设备着色。

(2)当系统发生事故时,可发短信给有关检修人员,可明显缩短检修时间和停电时间。

3.6 配电GIS

配电AM/FM/SCADA系统进行了一体化的设计[2],将地图、配网设备信息和设备台帐等属性进行了有机结合、统一管理,在传统的SCADA基础上可以实现以下功能:

①图形界面分层管理;②动态配电区域着色;③动态网络拓扑;④电源点追踪分析;⑤基于GIS的设备管理;⑥基于GIS的配电生产管理;⑦基于GIS的设备在线维护。

4 配电子站

配电子站可设置在变电站或开关站中,集数据采集、数据监控、数据转发和规约转换等多种功能于一体,将变电站内RTU和户外各种终端的数据信息进行汇集、过滤、处理后上传给配电主站,将主站下达的命令转发给有关的配电终端。主要包含以下功能:(1)终端数据的汇集与转发;(2)远程通信功能;(3)终端通信故障检测与上报;(4)远程维护和自诊断能力;(5)信息存贮功能;(6)人机交互功能。

5 配电终端

配电终端主要指用于开关站、配电室、环网柜、箱式变电站、柱上开关、配电变压器、线路等配电设备的监测和控制装置。为适应智能配电网对提高供电质量的需求,专门开发了以下几种有特色的配电终端设备。

5.1 配电监测终端(TTU)

TTU主要适用于配电变压器、箱式变的监控,为提高配电监测终端的功能和应用范围并能减少用户的运行费用,专门设计了双路的TTU装置,其主要特点是:一表多用,有利于计算线损和变压器损耗,也可减少采用无线通信的运行费用。

①可同时测量和监视配电变压器高低压两侧的远行工况和三相U、I、P、Q、cosφ等运行参数;②可测量和监视两回线路的远行工况和上述运行参数;③电能质量监视:电压越限告警、过负荷告警、电压合格率统计、三相不平衡度计算和统计;④通过维护终端进行本地维护和接受主站、子站的远程维护;⑤可内置无线通信模块,实现与子站或主站系统通信。

5.2 电能质量智能监控装置

电能质量智能监控装置可安装于配电变压器低压侧或配电线路,可自动实现对配电变压器或配电线路运行参数、运行状况的在线监控、电能质量在线分析、无功补偿电容器的三相共补和分相补偿的优化控制和谐波控制功能。具有电压越限告警、电压合格率分析、统计、三相电压不平衡度分析计算和告警、过负荷告警、三相负荷不平衡度计算分析和告警,具有1~32次电压、电流的谐波分析和监视功能,计算各次谐波含量、总谐波含量及谐波总崎变率。

6 通信方式的选择

配电自动化系统通信方式的选择应和该系统应用功能紧密结合,根据重要性程度选择,将多种通信方式进行合理搭配,既满足配电自动化系统整体性能指标要求又可取得最佳的性能价格比。组网方案如下:

①配电主站和配电子站层之间的通信:

是配电自动化的总动脉,在容量、速率上有较高的要求,宜采用光纤通信、同步数字通信网络SDH。可将配电主站、配电子站置于SDH光环链路上,形成高速数据传输网。

②配电子站与FTU之间的通信:

城区馈线自动化的通道要求可靠、快速,宜选用光纤通信方式。有些重要的场合,还须考虑双通道甚至采用两种不同的通信方式。

③配变终端TTU的通信方式:

配变TTU的数量较多,分布范围大,运行环境复杂,TTU对通信实时性的要求相对FTU较低。从经济性实用性上考虑,可以采用无线通信方式(GPRS或CDMA)。利用移动公司成熟的无线通信网络实现和配电主站通信。

④集中抄表的通信方式:

由于专用的智能电能表分散安装且只需定时采集,故可采用无线通信方式或电力线载波。

7 应用该一体化系统的优越性

配电网智能监控管理及远程抄表一体化系统集实时监控、设备管理、配电管理和远程抄表为一体,综合功能强,性价比高,其监控范围覆盖了20 k V~380 V的全部供用电设备。现场运行实践表明,能够明显地给供电企业带来以下经济效益和社会效益。

7.1 提高供电企业的经济效益

(1)通过自动化和规范化管理,大大提高了配电生产管理部门的工作效率,促进服务质量和企业经营效益的提高。

(2)提高供电局的自动化水平,明显地减轻运行人员的劳动强度,改善劳动条件、保证人身安全。

(3)提高供电可靠性和供电质量,即时发现故障、缩短故障修复时间,使供电企业和用户双方受益。

(4)明显地提高供电企业的运行管理水平,原来不少供电所对其管辖下馈电线路和每台台变运行情况的了解只有通过抄表员每月一次抄表;高峰负荷时,为防止三相严重不平衡,需有运行人员拿钳型表爬上电线杆去检查三相电流。现在利用THPS-2000一体化系统的实时监控功能,值班员在值班室,所长在自己的办公室通过计算机屏幕就可以清楚地了解每回馈电线路(包括380 V线路)和每台台变的运行情况和运行参数。

(5)远程抄表可减少大量人工抄表工作量,节约人力成本;抄表数据可以传送给营销管理系统,实现数据共享,可免去大量人工录入的工作量。

(6)有利于防止偷电和漏电,提高供电企业的经济效益。

7.2 提高供电企业服务质量

(1)通过配电网的自动化管理,降低了事故率,提高了电网运行的安全稳定性,为电力行业的的优质服务打下基础。

(2)对用户的故障报修能够做出准确和及时的反应,大大缩短了检修时间,提高了企业服务的质量。

7.3 明显的社会效益

中低压配电网是未来智能电网的重要组成部分,它直接面向千家万户,是供电企业和用户互动的桥梁和基础。其研究和实施符合智能电网的发展方向。

8 结论

根据我国广大中小城镇和农村配电网一次设备的具体情况和特点,把配电网监控管理及远程抄表集成为一体化的系统,现场运行实践证明其设计理念正确、系统实用性、可扩展性、可维护性和稳定性好、性价比高、可节约投资、方便用户管理。

该系统在供电局投运结果表明,其功能实用、可明显地提高供电企业的管理水平和自动化水平、减轻运行人员的工作量和劳动强度,对提高供电可靠性和供电质量、及时发现故障、缩短故障修复时间很有好处。

该系统的推广应用,符合智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的发展方向。

摘要：针对广大中小城镇和农村配电网的现状、存在问题和需求,研发了配电网智能监控管理远程抄表一体化系统,由配电主站、配电子站、配电终端、通信系统等组成。介绍了该系统的网络结构,并详细介绍各组成部分的功能和特点。配电主站集成了配电SCATA、配电管理、设备管理、远程抄表、故障诊断和故障报警以及配电GIS等综合功能。一体化系统实用性强、可节约用户投资、便于管理。该系统已成功地投入运行,实践证明应用该系统可提高供电企业的运行管理水平和自动化水平、提高服务质量,可取得明显的经济效益和社会效益。

关键词：中低压配电网,监控,设备管理,配电管理,远程抄表,一体化系统

参考文献

[1]李苏苏.配电自动化规划及主站系统实施探讨[C].//贵州省电机工程学会2007年优秀论文集.2007:150-152.LI Su-su.Study for the power distribution automation planning and main station implementation[C].//Excellent Papers Collection of2007Guizhou Province Electrical Engineering Society.2007:150-152.

配电监控装置管理 篇9

1 变配电计算机监控系统组成

变配电计算机监控系统一般由监控设备、通信接口、工作主站三部分组成。图1为某水泥厂的变配电计算机监控系统。

监控设备可分为智能网络测控仪表及智能保护控制单元两大类,按一次线路的需要对应分布式配置,并就地安装在开关柜内或部分组屏上,且装置、仪表和模块相对独立。监控设备本身具有实时显示电气设备工作状态、运行参数、故障信息和事件记录、越线定值、通信等功能。监控设备若与开关柜组合,还可构成智能化开关柜。所有监控设备通过本身通信口与底层的RS-485子网相连,将需要的信息输送至通讯控制器,同时各装置的功能可独立于网络完成对供配电系统的保护与监控。

通信接口是由网络通讯控制器、网络电缆及附件组成。借助网络电缆完成监控设备与工作主站的网络硬件连接;网络通讯控制器实现监控设备与工作主站间通信信息的上行及下达。具有通信数据采集、协议转换、数据二次组态、总线转换的功能,同时与上级工作主站进行数据交换,并可直接与智能直流电源等其他智能设备、DCS、设备网等系统相联,达到信息资源共享。

目前国内产品变配电计算机监控系统都支持多种通信协议,同时支持多种通信协议转发、模拟盘通讯控屏及规约扩展,支持各种现场总线如工业以太网、设备网等。

工作主站是由监控计算机、打印机、网络交换机等设备及电力监控软件组成。监控计算机配置为工业用计算机,内置电力监控组态软件包,可对所有电气设备运行状态进行实时监控、电气参数实时测量、事故异常报警、实践记录和打印、电能管理和负荷控制、电力品质分析、统计报表生成和打印、储存。

2 变配电计算机监控系统具体功能

(1)变配电计算机监控管理系统可以实现变配电站“四遥”功能,即遥测、遥信、遥控、遥视。

遥测是指通过系统通讯控制器、监测仪表以及电力组态软件实现变配电站所有回路的电量采集,即电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度、视在电度、功率因数、频率等。

遥信是指通过系统通讯控制器、监控模块以及电力组态软件实现变配电站中所有开关量的采集,如断路器的分合闸、手车工作位置、电机储能状态、变压器风机运行状态、高温报警信号、超高温跳闸信号、断路器故障信号、事故跳闸信号、综合保护器的故障类型以及变压器门开关信号等开关量。

遥控是指通过系统通讯控制器、监控模块以及电力组态软件实现带有电动操作机构的框架式断路器和分励脱扣的塑壳断路器以及接触器等远程控制功能。

遥视(预选)通过视频采集器、视频通讯以及组态软件实现变配电所监视功能,以防止非法人员进入。

(2)从运行的角度看,变配电站计算机监控管理系统可以实现对潜在的事故预报警,同时实现各种电量的越限报警,便于及时处理以避免事故或隐患的出现(如火灾等),减少损失。供配电系统出现异常时,可以及时了解到有关故障信息(故障原因、性质、地点及发生时间),来指导维修,减少故障的处理时间及停电时间。

状态报警:当变配电系统的各开关出现过载跳闸、短路故障跳闸等事故跳闸时(要求断路器带有能区分过载报警及短路瞬动的辅助触点),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路开关名称、事故类别。

超限报警:当变配电系统的各电量参数出现超过额定值或其他工艺设备超限运行时,计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。

三相不平衡系数报警:当变配电系统的三相电流或三相电压值出现不平衡时(可自定义范围),计算机能够通过多媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称。

系统通过媒体音箱发出声音报警并自动记录时间、站号、回路名称,以方便电力管理更快、更有效地去安排任务,及时解决发生的报警故障,以保证系统的安全运行。

(3)可以通过查看历史记录的电力参数,及时掌握每天或季节负载特性;在供配电系统内优化能耗的分配,均衡负载;减少潜在的停电事件。

变配电计算机监控系统能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存,以便对整个变配电系统的运行情况进行分析。系统可以根据一天用电负荷情况自动生成负荷列表、用电量曲线以及电能棒图等,电力管理可以根据列表、曲线或棒图来均衡每一个小时用电量,以达到负载利用最高。

当变压器发生超载或超负荷时,系统会自动或手动切除不重要的带有电动操作机构或带有分励脱扣的负荷,并记录有关操作时的各项内容(如时间、操作人员、回路名称等)。

(4)变配电计算机监控系统可以实现快速、准确地掌握供、配电设备的运行情况(含历史数据),并可以用报表方式或图形方式显示、记录或打印出来,进行日报和月报,提高工作效率。

系统可以对采集的数据进行分类保存、归档、统计、调用等数据操作。系统配置历史数据库管理系统,用户可以按照对象、性质、时间检索各种数据记录,以便进行查询和故障分析。

系统可按日、月、季、年等对测量数据及开关跳闸次数等信息进行统计报表。

系统可以统计和打印所监控的所有电流值、电压值、功率值、频率值、功率因数值以及这些参数24h变化曲线;统计和打印各断路器运行状态变化时间及故障报警时间和类别;统计和打印各断路器的操作时间及操作人员代码;统计和打印有功电度、无功电度的24h内单位用电量及电量棒图,同时具有峰谷计费功能。

(5)配电计算机监控系统能实时分析供电质量(谐波失真度THD/最大、最小、平均值/电压合格率),便于分清供电单位和用电单位的责任。

根据系统电压、电流在1min内运行波动情况、谐波失真度以及1min内配电回路的用电情况进行综合分析、判断,从而得知系统的稳定性,以便于分清供电单位和用电单位的责任。

(6)变配电计算机监控系统可实现系统数据资源共享、供配电设备综合档案管理等,为现代化管理提供坚实、可靠的基础。

变配电计算机监控管理系统可以在计算机终端留有若干个系统通讯接口,便于与工厂的生产管理系统相联。

当系统主机发生故障时,系统通讯预留接口可与便携式电脑进行通讯,以保证系统安全、可靠。

(7)可以根据系统设备运行的记录数据和运行情况,制定临时或定期的设备维修计划;按计划维修、减少运营和维修成本。

3 变配电计算机监控系统经济效益

随着电力行业的发展,智能化变配电所监控管理系统越来越具有优越性。从安全、可靠性来说,如果不采用变配电计算机监控管理系统的话,需要电力管理者对现场进行人工抄表、现场操作、定时巡视,对各用电回路的电量参数、各断路器的运行状态、变压器运行状态、故障报警和故障跳闸的回路和时间等无法及时准确地了解和记录,必须通过人工巡视、抄表来实现,这样就给变配电站的安全保障、经济运行、负荷分析、躲峰填谷、经济核算、合理调度及故障的及时处理等现代化的运行管理带来很大困难。采用变配电计算机监控管理系统,不仅能对系统各种运行开关量状态和电量参数进行实时采集和显示,而且更安全、更可靠、更直观,可避免由于种种原因未及时发现隐患而出现的停电事故。

从经济效益来说,变配电计算机监控管理系统运行时间越长就显得更为优越,性价比更高。

图1中工程由一个总降和四个配电站组成,按5年、10年费用计算总计见表1。

4 结语

变配电站计算机监控管理系统是水泥生产线系统一个重要的组成部分,现有变配电站计算机监控系统在精密计量、数据传输、远方控制、报警处理及事件记录、电能质量及谐波测量、波形捕捉、精确度等方面都能满足水泥厂变配电站监测和控制的要求。

变配电站计算机监控管理系统实现了无人值班变配电站(或少人值班),在节约人力资源的同时,又实现了供配电系统一体化综合监控、统一管理。