摘要:本文介紹山西晉城污水處理廠(chǎng)高低壓配電電能管理系統,采用智能電力儀表和微機保護采集配電現場(chǎng)各回路的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行現場(chǎng)采集設備的組網(wǎng),組網(wǎng)后聯(lián)至通訊層設備將采集上來(lái)的數據遠傳至系統監控后臺,通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現污水處理廠(chǎng)電力能耗數據化管理、現場(chǎng)設備的遠程控制等功能,為污水處理廠(chǎng)設備監控,電能管理和節能降耗提供數據依據。
關(guān)鍵詞:污水處理廠(chǎng) 智能電力儀表 電能管理 遠程控制
前言
目前,供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著(zhù)舉足輕重的作用,全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶(hù)的急劇增加,對供配電系統的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
安科瑞的Acrel-3000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等,為系統的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監控系統可以為武漢重型機床集團提供“監控一體化”的整體解決方案,主要包括實(shí)時(shí)歷史數據庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。
系統概述
晉城污水處理廠(chǎng)是山西晉城市市 為減少污染,美化環(huán)境而建立的。
上海安科瑞電氣股份有限公司承接晉城污水處理廠(chǎng)遠程自動(dòng)抄表系統項目的設計與實(shí)施。采用Acrel-3000型電力監控系統, 本監控系統的監控范圍:高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室微機保護為9臺,低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表共126臺。
客戶(hù)需求
高壓微機保護部分:對IA、IB、IC、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、f、fs、PF的測量和保護電流Ia、Ib、Ic的監視,以及對正向kWh、反向kWh、正向kVarh、反向kVarh的計量。其中電壓、電流和功率因數的測量精度達到了0.2級,功率、電度的精度達到了0.5級,測頻偏差zui大±0.01Hz。具有用于事故分析診斷的信息SOE記錄功能。
系統具有較強的人機接口、全漢化的友好界面,系統畫(huà)面、打印格式組態(tài)方便,用戶(hù)可自行生成新的界面或打印畫(huà)面。
全部功能通過(guò)綜合一體化系統來(lái)完成,各間隔層設備(微機保護裝置和電力參數采集儀)、通訊層和監控層設備間相互獨立,各間隔層設備的功能和可靠性不依賴(lài)于通訊或監控層設備。
高壓系統的所有信息都保存在微機綜合保護裝置中,便于故障錄波和事故追溯。
本系統通訊層實(shí)現通訊數據的傳輸、網(wǎng)絡(luò )和通訊規約的轉換,各種運行參數的本地保存,且掉電不丟失。當系統監控層工作站故障時(shí),可存儲兩個(gè)周的監控參數,當工作站恢復時(shí),能夠將數據批量上傳。
系統采用模塊化、分布式結構,所有間隔層設備都分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上,簡(jiǎn)化二次系統結構。
參照標準
GB2887-2000 《計算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
GB/T13729-2002 《遠動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統功能規范》
DL/T634-2002 《遠動(dòng)設備和系統傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準》
DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統遠方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規范》
GB/T15145-2001 《微機線(xiàn)路保護裝置通用技術(shù)條件》
GB/50198-2011 《監控系統工程技術(shù)規范》
GB/T17626.5 《浪涌(沖擊)抗擾度試驗》
軟件設計
按照晉城污水處理廠(chǎng)的實(shí)際需求和智能元器件的功能,完成系統的設計,主要功能為:一次主接線(xiàn)圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄,系統運行異常監測;故障報警及操作記錄;電能報表查詢(xún)與打??;歷史曲線(xiàn),用戶(hù)權限管理、高壓遙控等主要功能。
整個(gè)系統采用網(wǎng)絡(luò )分布式結構,監控主機位于監控室內,系統采用開(kāi)放的通訊協(xié)議,現場(chǎng)的微機保護和低壓智能電測儀表通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)連接到監控主機的通訊擴展卡,然后將現場(chǎng)采集到的數據上傳至主機。
系統的結構
本系統采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示:
間隔層主要的設備為:電力儀表、開(kāi)關(guān)量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內,這些裝置均采用RS485通訊接口,通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)組網(wǎng)通訊,實(shí)現數據采集。
中間層主要為:串口擴展卡,其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠傳至站控層,完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。
站控層:設有高性能工業(yè)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,集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。
以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU開(kāi)放式通訊協(xié)議。
系統的主要功能
一、數據采集與處理
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(wǎng)絡(luò )儀表采集完成,實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據。
數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù),達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。
二、人機交互
系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面,配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖,顯示設備狀態(tài)及實(shí)時(shí)運行參數;畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開(kāi)關(guān)量顯示;報警記錄顯示等。
1、高壓一次圖:
高壓一次圖為系統主監控畫(huà)面,主要實(shí)時(shí)監測高壓回路的運行狀態(tài),重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘,綠色代表分閘。
2、高壓光子牌
顯示微機保護裝置上電、裝置掉電、裝置復位、信號復歸、遙控操作、就地操作、修改保護定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信號,信號跳變時(shí)伴隨聲光報警。
3、低壓一次圖
實(shí)時(shí)顯示低壓進(jìn)線(xiàn)回路,電容補償、出線(xiàn)回路的合分閘情況,實(shí)時(shí)刷新負載、電流、電壓、功率等的實(shí)時(shí)值。
4、電能報表
此電能報表支持手動(dòng)輸入時(shí)間查詢(xún)任何時(shí)段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線(xiàn)回路安排在同一個(gè)電能報表內,便于管理人員的統計管理。系類(lèi)報表可設計成用戶(hù)慣用的電能報表格式,以延續工作人員的工作風(fēng)格。
三、故障報警及事故追憶
在配電系統發(fā)生運行故障時(shí),會(huì )及時(shí)發(fā)出聲光報警提示用戶(hù)及時(shí)響應故障回路,同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、回路名稱(chēng)、值班人員等信息,以便用戶(hù)查詢(xún),追憶故障原因。
五、用戶(hù)權限管理
可根據買(mǎi)方要求添加和刪除軟件的用戶(hù)數量和設置用戶(hù)的權限。針對不同級別的用戶(hù),設置不同的權限組,防止因人為誤操作帶來(lái)的損失,實(shí)現配電系統的安全,可靠運行。
總結
本系統在軟件功能和界面友好成都等方面都達到了客戶(hù)的要求,順利通過(guò)了項目的驗收。通過(guò)監控系統實(shí)現了控制各種儀表;實(shí)現對配電室數據采集、監控和管理;同時(shí)具備報警處理等功能。友好的界面操作系統和簡(jiǎn)易的操作,使系統更具有人性化。而且,本系統采用組態(tài)軟件,減少了電力設備狀態(tài)監視對人力依賴(lài),降低了人力的成本,提高了經(jīng)濟效益。為電力系統的生產(chǎn)運行和管理提供了科學(xué)、準確的依據。
參考文獻
任致程、周中編著(zhù) 電力電測數字儀表原理與應用指南 中國電力出版社 2007.4
朱立泉 變配電系統的智能管理系統分析 智能建筑電氣技術(shù) 2007年第1卷第4期
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