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淺談智能變電站運維系統(tǒng)化管理的分析及應(yīng)用
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和進(jìn)步,對用電需求得到了快速的提高,其中用戶對于用電安全提出了更高的要求,這就要求相關(guān)部門加強變電站的建設(shè),尤其對于目前智能變電站的變電運維安全和設(shè)備維護(hù)進(jìn)行積的,社會電力的充足供應(yīng),對用戶進(jìn)行安全的供電,社會的健康發(fā)展。此外還需要積的智能變電站的良好運行,輸出穩(wěn)定的電力供應(yīng),為社會的良好運行提供保證。同時要根據(jù)智能變電站的實際運行特點,進(jìn)行有針對性的運維管理,提高管理效率,智能變電站運維系統(tǒng)管理工作的良好運行。所以本文主要分析的就是如何加強智能變電站運維系統(tǒng)化管理,進(jìn)而提出以下內(nèi)容,希望能夠為同行業(yè)工作人員提供相應(yīng)的參考價值。
關(guān)鍵詞:智能;變電站;運維;系統(tǒng)化;管理;分析
0引言
隨著我國綜合國力的提高,對于電力的需求也是與日俱增,因此作為供電環(huán)節(jié)中非常重要的智能變電站,在供電方面起著至關(guān)重要的作用。人們的生活離不開電的運作,而在這其中電力站是非常關(guān)鍵的重要組成部分。它不僅能夠?qū)㈦娏ο到y(tǒng)進(jìn)行合理的運用,而且也能夠發(fā)揮出巨大的效應(yīng)。當(dāng)下變電站在進(jìn)行智能化工作的過程中,需要使用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)施以及不同的運轉(zhuǎn)體系,從而集中管理變電站。相關(guān)工作人員要對設(shè)備進(jìn)行及時的維護(hù)和保養(yǎng),設(shè)備的良好運行,為社會充足持續(xù)穩(wěn)定供電奠定良好的基礎(chǔ)。
1分析智能變電站
1.1智能變電站的概述
對于智能變電站而言,主要是將變電站信息的收集和處理以及傳輸、輸出整個過程從以往的模擬信息轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信息內(nèi)容,在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建適合電力運輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。智能變電站設(shè)備之間的通信通過數(shù)字化信息進(jìn)行傳輸和交換,隨著電壓和電流互感器電子技術(shù)的發(fā)展以及自動化系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,了智能變電站的使用和發(fā)展。
1.2分析智能變電站的獨te之處
對于智能變電站而言,和傳統(tǒng)的變電站進(jìn)行對比,傳統(tǒng)的變電站更加專注于實現(xiàn)資金支持以及自身需求功能,然而智能變電站主要專注于實現(xiàn)目標(biāo),在設(shè)備方面智能變電站主要強調(diào)具有更程度的智能設(shè)備概念,智能變電站能夠提供傳統(tǒng)變電站所缺乏的智能集成。從系統(tǒng)角度看,智能變電站能夠更好地滿足電力系統(tǒng)的所有運行要求,整合電力網(wǎng)絡(luò)的傳輸,以及確保變電站與變電站之間以及變電站與控制之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。智能變電站提高了電力系統(tǒng)的運行水平,智能變電站主要由兩層網(wǎng)絡(luò)和三層結(jié)構(gòu)組成。然而兩層網(wǎng)絡(luò)主要是為站點控制平面網(wǎng)絡(luò)以及過程級網(wǎng),三次結(jié)構(gòu)主要包括過程級別以及機架級別和站點控制級別。
2分析智能變電站運維系統(tǒng)化管理措施
2.1需要積強化智能變電站管理和建設(shè)
對于智能變電站而言,在實際進(jìn)行建設(shè)的過程中,要高度重視整個變電站的運行狀態(tài),要保證其安全和可靠性,在變電站建設(shè)的過程中,要具有簡潔感和使用感,使其能夠讓運維人員更加輕松地進(jìn)行操作。在此之外,也要提高設(shè)備的整體裝備水平。如果變電站選用的是普通電流,建議使用電纜接入的方式進(jìn)行采樣,這樣才能減少更多的中間環(huán)節(jié)。在智能變電站的科研單位中,要對電子互感器的科研方面加大力度,而且還要重視整個穩(wěn)定性,在服務(wù)智能變電站的過程中,要具備較高的工作效率,智能變電站快速穩(wěn)定的發(fā)展,為電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)行保駕護(hù)航。
2.2積完善智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)功能
對于智能變電站而言,其監(jiān)控畫面存在一定的問題,例如缺少一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和模式,這樣就會導(dǎo)致智能變電站進(jìn)行監(jiān)控的過程中出現(xiàn)的各種各樣問題,再加上智能變電站在傳送信息的過程中通常采用的報文方式,這樣就要對信息進(jìn)行的規(guī)范才能解決這一復(fù)雜流程,保證智能變電站更加安全和穩(wěn)定的運行,因此實際工作中要引起相關(guān)工作人員的高度重視。
2.3重視變電站運維管理網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)備
對于智能變電站而言,一般情況下都是通過光纖來進(jìn)行連接的,不僅能夠簡化屏柜之間的聯(lián)系,也可以讓變電站交換機使用量進(jìn)一步增加,各個交換機上都有很多接口插入光纖。如果端口無法定位光纖的話,就會導(dǎo)致后期在管理以及維護(hù)方面無法正常運營。作為施工人員要將光纖進(jìn)行合理定位,要根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行規(guī)范操作,設(shè)備安裝的過程當(dāng)中一定不能選擇在土建施工,不然的情況下將會導(dǎo)致其粉塵等諸多的污染物質(zhì)對其他設(shè)備接口帶來影響,也會對后期的穩(wěn)定運行帶來不同程度的影響。
3安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)
3.1方案綜述
Acrel-1000變電站綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設(shè)備組成,并用分層、開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)連接。站控層設(shè)備包括監(jiān)控主機,提供站內(nèi)運行的人機聯(lián)系界面,實現(xiàn)管理控制間隔層設(shè)備等功能,形成全站監(jiān)控,并與遠(yuǎn)方監(jiān)控、調(diào)度通信;間隔層由若干個二次子系統(tǒng)組成,在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò)失效的情況下,仍能獨立完成間隔層設(shè)備的就地監(jiān)控功能。
針對工程具體情況,設(shè)計方案具有高可靠性,易于擴(kuò)充和友好的人機界面,性能價格比*,監(jiān)控系統(tǒng)由站控層和間隔層兩部分組成,采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),站控層網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò)采用單網(wǎng)雙機熱備配置。
3.2應(yīng)用場所:
適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶端配、用電系統(tǒng)運行監(jiān)視和控制管理。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.4系統(tǒng)功能
3.4.1實時監(jiān)測
Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng),以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。
3.4.2報警處理
監(jiān)控系統(tǒng)具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護(hù)裝置動作信號;預(yù)告報警包括一般設(shè)備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。
1)事故報警。事故狀態(tài)方式時,事故報警立即發(fā)出音響報警(報警音量任意調(diào)節(jié)),操作員工作站的顯示畫面上用顏色改變并閃爍表示該設(shè)備變位,同時彈窗顯示紅色報警條文,報警分為實時報警和歷史報警,歷史報警條文具備選擇查詢并打印的功能。
事故報警通過手動,每次確認(rèn)一次報警。報警一旦確認(rèn),聲音、閃光即停止。
次事故報警發(fā)生階段,允許下一個報警信號進(jìn)入,即次報警不覆蓋上一次的報警內(nèi)容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。
2)對每一測量值(包括計算量值),由用戶序列設(shè)置四種規(guī)定的運行限值(物理下限、告警下限、告警上限、物理上限),分別定義作為預(yù)告報警和事故報警。
3)開關(guān)事故跳閘到次數(shù)或開關(guān)拉閘到次數(shù),推出報警信息,提示用戶檢修。
4)報警方式。
報警方式具有多種表現(xiàn)形式,包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式,用戶根據(jù)自己的需要添加或修改報警信息。
3.4.3調(diào)節(jié)與控制
操作員對需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行控制操作。監(jiān)控系統(tǒng)具有操作監(jiān)護(hù)功能,允許監(jiān)護(hù)人員在操作員工作站上實施監(jiān)護(hù),避免誤操作。
操作控制分為四級:
級控制,設(shè)備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權(quán)。當(dāng)操作人員將就地設(shè)備的遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)放在就地位置時,將閉鎖所有其他控制功能,只進(jìn)行現(xiàn)場操作。
二級控制,間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。
第三級控制,站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成,具有遠(yuǎn)方/站控層的切換。
第四級控制,遠(yuǎn)方控制,優(yōu)先級。
原則上間隔層控制和設(shè)備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作,在任何控制方式下都需采用分步操作,即選擇、返校、執(zhí)行,并在站級層設(shè)置操作員、監(jiān)護(hù)員口令及線路代碼,以確保操作的性和正確性。對任何操作方式,保證只有在上一次操作步驟完成后,才進(jìn)行下一步操作。同一時間只允許一種控制方式。
納入控制的設(shè)備有:35kV及以下斷路器;35kV及以下隔離開關(guān)及帶電動機構(gòu)的接地開關(guān);站用電380V斷路器;主變壓器分接頭;繼電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方復(fù)歸及遠(yuǎn)方投退連接片。
3)定時控制。操作員對需要控制的電氣設(shè)備進(jìn)行定時控制操作,設(shè)定啟動和關(guān)閉時間,完成定時控制。
4)監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出??刂戚敵龅慕狱c為無源接點,接點的容量對直流為110V(220V)、5A,對交流為220V、5A。
3.4.4用戶權(quán)限管理
系統(tǒng)設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組(如管理員、維護(hù)員、值班員組等),在每個權(quán)限組里添加用戶名和密碼,為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。
4系統(tǒng)硬件配置
應(yīng)用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 |
35kV變電站綜合自動化系統(tǒng) | Acrel- 1000 | 可顯示變電站主接線圖,模擬配電網(wǎng)絡(luò)運行,實現(xiàn)無人值班模式;根據(jù)順序事件記錄、歷史曲線、故障錄波,協(xié)助運維人員實現(xiàn)快速故障分析、定位和排除問題,盡量縮短停電時間;實時采集各回路、設(shè)備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數(shù),對配電系統(tǒng)和用電設(shè)備進(jìn)行用能分析和能效管理 | |
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)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù);每個設(shè)備的多個報警設(shè)置。輸入電源:AC/DC220V,導(dǎo)軌式安裝。 | |
35kV/10kV/6kV 弧光保護(hù) | ARB5-M | 主控單元,可接20路弧光信號或4個擴(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(4組)、11個跳閘出口; | |
ARB5-E | 擴(kuò)展單元,多可以插接6塊擴(kuò)展插件,每個擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號: | ||
ARB5-S | 弧光探頭,可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室,也可于低壓柜?;」馓筋^的檢測范圍為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 | 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/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波,波形實時顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲,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盤讀取數(shù)據(jù),支持61850協(xié)議。 | |
35kV/100kV/6kV 間隔智能操控、 節(jié)點測溫 | ASD500 | 5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠(yuǎn)方/就地、分合閘、儲能旋鈕預(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對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出; | |
35kV/10kV/ 6kV傳感器 | ATE400 | 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動電流大于5A,測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;無線傳輸距離空曠150米; | |
35kV/10kV/6kV 間隔電參量測量 | APM830 | 三相(1、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實時及需量,本月和上月值,電流、電壓不平衡度,66種報警類型及外部事件(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; | |
變壓器繞組 溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢,預(yù)埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出; | |
變壓器接頭測溫低壓進(jìn)出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊; | |
ATE400 | 合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動電流大于5A,測溫范圍-50-125C,測量精度±1℃;無線傳輸距離空曠150米; | ||
柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器,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做中繼透傳,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路報警出口。 |
應(yīng)用場合 | 型號 | 圖 片 | 保護(hù)功能 | 其他功能 |
35kV/10kV/ 6kV進(jìn)線 | AM6-L | 三段式過流保護(hù)(帶方向、低壓閉鎖)、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù); | 操作回路、 雙以太網(wǎng)口、 雙485口、 2路4-20mA變 送輸出、 故障錄波、 GPS對時、 全電量測量 直流量測量 | |
35kV/10kV/ 6kV饋線 | AM6-L | 三段式過流保護(hù)(帶方向、低壓閉鎖)、過負(fù)荷保護(hù)、PT斷線告警、逆功率保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護(hù)、斷路器失靈保護(hù); | ||
35kV主變 (2000kVA以上) | AM6-D2/ AM-3 | 兩圈變/三圈變差動速斷保護(hù)、比例制動差動保護(hù); | ||
AM6-TB | 變壓器后備保護(hù)測控、三段式過流保護(hù)(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、非電量保護(hù)、啟動通風(fēng)保護(hù)、PT斷線告警、遙調(diào)升檔、遙調(diào)降檔、遙調(diào)急停; | |||
35kV/10kV/ 6kV廠用變 | AM6-S | 三段式過流保護(hù)(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、零序過流、過負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、控故障告警、PT斷線告警、非電量保護(hù); | ||
35kV電機 (2000kW以上) | AM6-MD | 差動速斷保護(hù)、比例差動保護(hù)、過流、過負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)等電機綜合保護(hù); | ||
10kV/6kV 異步電機 | AM6-M | 兩段式過流/零序過流/負(fù)序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、低電壓保護(hù)、PT斷線告警、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、啟動超時、熱過載保護(hù)、電壓不平衡; | ||
35kV/10kV/6kV PT監(jiān)測 | AM6-UB | PT并列/解列、PT監(jiān)測; | ||
10kV/6kV 電容器 | AM6-C | 兩段式過流/零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)(告警/跳閘)、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護(hù); | ||
35kV/10kV/ 6kV母聯(lián) | AM6-B | 兩進(jìn)線備投/母聯(lián)備投/自適應(yīng)備投、聯(lián)切備投、三段式過流保護(hù)(帶方向、復(fù)合電壓閉鎖)、PT斷線告警、過負(fù)荷聯(lián)切/告警、檢同期、合環(huán)保護(hù); |
5結(jié)語
總而言之,在面對著新形勢快速發(fā)展的背景下,智能變電站要提高變電運維安全和設(shè)備維護(hù)的整體水平,使其能夠我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,現(xiàn)如今整個社會已經(jīng)進(jìn)入到科技化的發(fā)展階段中,導(dǎo)致更多的人在展開用電的過程中追求智能。當(dāng)變電站的整個運維狀態(tài)以及維護(hù)能夠得到完善的處理,就能夠為信息網(wǎng)絡(luò)、自動化技術(shù)等提供更加的技術(shù)保障。雖然目前智能化變電運維技術(shù)使用的過程中依舊存在著技術(shù)上的不足,但只要不斷加強對操作隊伍的培訓(xùn),完善其中出現(xiàn)的問題,就能夠讓電網(wǎng)系統(tǒng)中的變電運維效率得到提高,終為整個社會建設(shè)的快速發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。
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作者介紹:
任運業(yè),男,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究變電站綜合自動化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案。