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中國移動上海閔行局丨電力監控系統的設計與應用

2022-01-17 17:10

本項目為中國移動上海閔行局項目電力監控系統。根據配電系統管理的要求,本項目對各變電站的低壓進出線電路進行電能管理,確保用電安全、可靠、高效。

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Acrel-2000低壓智能配電系統充分利用現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展,對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。通過計算機和通信網絡,將分散配電站的現場設備連接到一個有機整體,實現電網運行的遠程監控和集中管理。

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系統結構描述。

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本監控系統主要實現中國移動上海閔行局項目配電系統的電力監控和電力管理。監控范圍為51個綜合保護、38個智能控制、1個直流屏幕,直接拉到23條總線值班室采集器,然后通過協議轉換到值班室監控主機,實現總線儀表與監控主機的數據連接。

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本監控系統采用分層分布式結構,即站控層、通信層和間隔層;

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如圖(1)所示:

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中國移動上海閔行局 電力監控系統的設計與應用


(1)網絡拓撲圖。

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間隔設備層主要為:多功能網絡電力儀表。這些設備分別安裝在電氣柜中,這些設備采用RS485通信接口,通過現場MODBUS總線網絡通信實現數據現場采集。

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網絡通信層主要是通信服務器,其主要功能是將分散在現場的采集裝置集中采集,并遠程傳輸到站控層,完成現場層和站控層之間的數據交互。

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站控管理層:配備高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上,集中收集和顯示現場設備的運行狀態,并以人機交互的形式顯示給用戶。

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上述網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通信協議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般采用兩條連線,接線簡單方便;通信接口為半雙工通信,即通信雙方均可接收,發送數據但同時只能發送或接收數據,數據最高傳輸速率為10MBPS。

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RS485接口采用平衡驅動器和差分接收器的組合,增強了抗噪聲干擾能力??偩€允許連接多達32臺設備,最大傳輸距離為1.2公里。

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安科瑞電氣生產的AM5系列綜合保護和ASD300系列帶電顯示裝置也可選用。

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2電力監控系統的主要功能。

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2.1數據采集與處理。

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數據采集是配電監控的基礎。數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集,實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、功率EPI、遠程設備運行狀態等數據。

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數據處理主要是實時準確地向用戶顯示按要求收集的電參,以滿足配電監控的自動化和智能要求,并將收集到的數據存儲在數據庫中供用戶查詢。

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2.2人機交互。

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該系統提供了一個簡單、易于使用和良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統電氣主接線圖,顯示配電系統設備狀態及相應的實時運行參數,圖片定期輪巡切換;圖片實時動態刷新;模擬量顯示;開關量顯示;連續記錄顯示等。

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2.3歷史事件。

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歷史事件查看界面主要為用戶查看故障記錄、信號記錄、操作記錄和越界記錄提供方便友好的人機交互。通過歷史事件查看平臺,您可以根據自己的要求和查詢條件方便地定位要查看的歷史事件,為您掌握整個系統的運行提供良好的軟件支持。

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建立和查詢2.4數據庫。

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定期采集遙測和遙信量,并建立數據庫,定期生成報告,供用戶查詢打印。

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2.5用戶權限管理。

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對于不同級別的用戶,設置不同的權限組,防止人為誤操作造成的生產和生活損失,實現配電系統的安全可靠運行。用戶登錄、用戶注銷、密碼修改、刪除等操作可通過用戶管理進行,方便用戶修改賬號和權限。

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2.6運行負荷曲線。

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負載趨勢曲線功能主要負責定期收集進線、重要電路電流和功率負載參數,自動生成運行負載趨勢曲線,方便用戶及時了解設備的運行負載狀況。點擊圖片中的相應按鈕或菜單項完成相應功能的切換;可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線;所選曲線可以平移、縮放、量程轉換,幫助用戶進入線路趨勢。

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潛在分析和故障回憶為分析整個系統的運行狀態提供了直觀方便的軟件支持。

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查詢2.7遠程報表。

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報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式,篩選、組合和統計系統中處理的數據,生成用戶所需的報表數據。該程序還可以根據用戶的需要定期保存、打印或召喚和保存報表文件。同時,該程序還為用戶提供了生成報表文件的管理功能。

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報告具有實現日、月、年電能統計、數據導出、報表打印等功能。

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3案例分析

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中國移動上海閔行局項目電力監控系統根據用戶不同分為兩個獨立的變電站。本項目對變電站0.4kV配電系統進行電能管理,根據變電站的監控完成變電站的運行管理,全面控制整個數據中心的能耗。

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配電站的主要能耗電路采用多功能電表。我公司還擁有相應的型號儀表和PZ系列多功能儀表。它是一種為電力系統、工礦企業、公共設施和智能建筑的電力監控需求而設計的網絡電力儀表。它可以測量三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功功率、無功功率等所有常規電力參數。該儀器具有兩個光電隔離開關輸入接點,可與智能斷路器配合實現斷路器的遙信操作。該系列網絡電力儀表主要用于變電站自動化、配電網自動化、社區電力監控、工業自動化、能源管理系統和智能建筑。

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低壓配電二次圖(2)兩側系統功能相同,主要監測運行設備的電參,包括線路三相電壓、電流、功率、功率因數、電能、頻率等電參和配電電路的三相電流;遙信功能顯示現場設備的運行狀態,主要包括:開關分割、關閉運行狀態和通信故障報警;斷路器變位時會發出報警信號,提醒用戶及時處理故障。

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(2)低壓配電二次圖。

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遙信和遙測報警功能主要完成對低壓出線電路開關運行狀態和負載進線的監控,對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體報警位置和聲音報警,提醒值班人員及時處理。負載越限值可以在相應的權限下自由設置。具有歷史查詢功能。見圖(3)。

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(3)實時遙信報警和歷史遙測報警信息查詢。

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參數抄表功能主要查詢低壓各出線電路的電參數。支持隨時查詢電參數,具有數據導出和報表打印功能。本報告查詢供變電站4臺變壓器出線各低壓電路的電參數,主要包括三相電流、有功功率、有功功率和變壓器溫度。本報告的每個電路名稱與數據庫相關,方便用戶修改電路名稱。見圖(4)。

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(4)參數抄表。

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功耗報告功能,可選擇查詢時間段,支持任何時間段的累計功耗查詢,具有數據導出和報表打印功能。為值班人員提供準確可靠的電能報告。報告中的每個電路名稱與數據庫相關聯,方便用戶修改電路名稱。如下圖所示,用戶可以直接打印變電站配電電路的精確功耗,并以EXCEL格式存儲在其他位置。見圖(5)。

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(5)電能報告。

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系統通信結構示意圖主要顯示系統的網絡結構,采用分層分布式結構,監控間隔設備的通信狀態。紅色表示正常通信,綠色表示通信故障。見圖(6)。

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(6)系統通信結構示意圖。

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4結束語

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隨著社會的發展和電力的廣泛應用,電力監控系統已成為全國重點工程、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電站用戶的必然選擇。本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在中國移動上海閔行局項目中的應用,可以實現對變電站高壓配電電路用電的實時監控和電能管理,不僅可以顯示電路用電情況,還具有網絡通信功能,可以與網關、計算機等組成電力監控系統。該系統實現了對采集數據的分析和處理,實時顯示了變電站內各配電電路的運行狀態,彈出報警對話框和語音提示,生成了各種電能報告、分析曲線和圖形,便于遠程抄表、電能分析和研究。該系統運行安全、可靠、穩定,為變電站用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據,取得了良好的社會效益。

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