摘要:由于科學技術的發(fā)展,智能電網已成為電網發(fā)展的主導趨勢。在整個電力控制系統(tǒng)中,智能變電站發(fā)揮著B可或缺的作用,如何使得智能變電站利用自身優(yōu)勢發(fā)揮出更大的價值是一個值得探討的問題。本文通過對監(jiān)控系統(tǒng)的闡述,在其基礎上對變電站智能化的發(fā)展進行了進一步探討。
關鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);智能變電站;應用
總述
隨著技術的發(fā)展,許多的國家正在實施智能電站管理的電力能源監(jiān)控系統(tǒng)。升級傳統(tǒng)變電站已成為許多公用事業(yè)B可或缺的選擇,而更新后的設備也達到了智能變電站的管理水平。此外,電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以為企業(yè)提供數(shù)據(jù)管理資料,并自動控制用戶在監(jiān)控系統(tǒng)中的電力負荷,實現(xiàn)智能化管理水平。
監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能
監(jiān)測系統(tǒng)主要用于監(jiān)測每個變電站的運行狀態(tài):在適當?shù)臅r候,確定設備狀況,檢測隱患和危害,為遠程維護人員的管理提供參考。監(jiān)控系統(tǒng)主要可以存檔變電站運行的相關工作站數(shù)據(jù),并統(tǒng)計分析促進管理的內容。在計算機技術,現(xiàn)代通信技術和網絡技術快速發(fā)展的同時,基于計算機和遠程通信的監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀90年代經歷了重大變革,系統(tǒng)功能不斷*。這主要包括網絡安全監(jiān)控,電力監(jiān)控,非電氣監(jiān)控,事故召回,事故管理記錄和遠程集成,是開發(fā)無人值守變電站的基礎。事故發(fā)生后,還要及時識別系統(tǒng)的隱患和危險,降低事故發(fā)生概率,確保變電站安全穩(wěn)定運行。例如,監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時檢測不必要的功率損耗,優(yōu)化系統(tǒng)結構并在適當?shù)臄?shù)據(jù)分析功能上節(jié)省大量資金。
常規(guī)電力能源監(jiān)測在智能變電站中的應用
3.1在智能變電站中,電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集
為了更好地發(fā)揮電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用,有必要在設計實時數(shù)據(jù)的過程中不斷提高其遠程數(shù)據(jù)傳輸能力。這種情況可以通過遠程監(jiān)控來實現(xiàn),主監(jiān)控室可以通過漢化的監(jiān)控屏幕實現(xiàn),對事故監(jiān)測可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計的功能,以及必須實現(xiàn)許多功能,如打印,電力能源統(tǒng)計和系統(tǒng)的自我測試。當獲取數(shù)據(jù)時,設備切換狀態(tài)的開關檢測,設備保證報警信號的傳輸,設備質量信號的顯示和檢測制作當前監(jiān)控系統(tǒng)模擬尺寸的信號。電力能源監(jiān)測系統(tǒng)包括有用電力能源的獲取和電力能源收集中電力能量損失的檢測。電力能量監(jiān)測系統(tǒng)使用系統(tǒng)軟件來計算電力能量脈沖的量。電力能量脈沖的測量可以允許智能儀表的合理調整。電力脈沖計量有利于變電站系統(tǒng)的整體管理,大大提高了智能變電站的管理水平,有效地減少了常規(guī)人力物力,減少了人類由此引起的意外災害。
3.2智能告警
在電力控制系統(tǒng)的原始變電站中,經常在收到事件消息時發(fā)生,并且根據(jù)事件消息的安全級別發(fā)出警告。但是如果在此期間變電站出現(xiàn)了設備事故,那么事件的數(shù)量就會不斷發(fā)生,最后使得工作人員無法了解到具體事件發(fā)生的實時情況,出現(xiàn)了很大的危害,使得事故風險導致事故管理效率穩(wěn)步下降。然而,智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)是不同的:由于報警功能是智能的,可以根據(jù)主機的間隔數(shù)據(jù)和參數(shù)檢索信息,并按時間順序分類,然后與要保護的事件類型發(fā)生的順序相結合,此外測量和控制信息被細分以便最好地檢查人員?;诖祟惒僮?,員工可以通過簡單的操作直觀地記錄當前的開發(fā)情況,并獲得更多的處理時間,以便更好地進行事故管理。
3.3程序化操作
如果設備性能穩(wěn)定且可靠并且可以滿足程序的操作條件,則可以根據(jù)上面指定的操作任務同時運行多個主要或輔助設備。(1)編程操作的分類:一是操作中的間隔,即操作的輸入輸出信息,僅指間隔測控裝置或保護監(jiān)控,二是輸入輸出間隔的操作,輸出信息包含來自多個設備的信息。編程操作就是間隔操作。第三種是組合操作,其包括組合多個操作間隔或擴展操作以形成全新的編程操作。第四種是二次操作,通常用于保護或用于測量和控制設備,如批量移除柔性壓力板,附加開關遙控器等。(2)智能操作票:一體化五防速集成模塊,主要基于實時庫和圖形環(huán)境的監(jiān)控,外加智能創(chuàng)建和管理操作票,以及對于變電站的設備的遠程或本地操作,滿足變電站實施五個防鎖功能。對于主單元,遙控器可以用五防模塊執(zhí)行實時數(shù)據(jù)交換邏輯阻塞功能,而對于本地操作,必須將交易票據(jù)信息發(fā)送到計算機密鑰,并且必須使用計算機密鑰的相應功能來完成操作。
3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)的使用價值
在用戶電力功率管理中,可以分析和總結用戶電力資源和功率負載,這對于用戶來說是非常重要的,以便減少用戶的功率損耗裝置。由于數(shù)據(jù)分析的結果,可以最佳地組合設備的操作。最大限度地減少浪費,提高設備效率,避免浪費資源,減少資金投入。對于嚴重事故的預警,可以事先評估事故的發(fā)生,系統(tǒng)提前發(fā)出警告,然后提前進行干預。即使處理未及時完成且網絡運行不正常,也可以及時關閉系統(tǒng)以最大限度地減少損失。
安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產品介紹與選型
4.1概述
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)自動化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(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)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術,集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站,可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站安全、穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的保障。
4.2應用場所
辦公建筑(商務辦公、國家機關辦公建筑等)
商業(yè)建筑(商場、金融機構建筑等)
交通運輸建筑(機場、車站、碼頭建筑等)
廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)
新能源建筑(光伏發(fā)電、風能發(fā)電等)
4.3系統(tǒng)結構
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設計,可分為三層:站控管理層、網絡通信層和現(xiàn)場設備層,組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構,根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

4.4設備選型
應用場合 | 型號 | 保護功能 |
35kV/10kV/6KV進線柜電能質里在線監(jiān)測 | APView500 | 電網頻率,電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù),電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度;三相電壓、電流各序分量;基波電壓、電流,功率、功率因數(shù)、相位等,諧波(2~50次)。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群,間諧波電壓波動、閃變??奢斎?7.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機保護 |
35kV/10kV/6kV弧光保護 | ARB5-M | 主控單元,可接20路弧光信號或4個擴展單元,配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口 |
ARB5-E | 擴展單元,多可以插接6塊擴展插件,每個擴展插件可以采集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/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態(tài)指示,高壓帶電顯示及核相,標配一路溫濕度控制,加熱回路故障告警,分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫,人體感應自動照明,語音提示,電參數(shù)測量,4-20mA變送輸出,RS485通訊接口、以太網通訊接口、USB接口,IRIG-B對時 |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 三相(I、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卡擴展記錄,2-63次諧波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢,預埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入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感應取電,啟動電流大于5A,無線傳輸距離空曠150米 | |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos),四象限電能,2~31次諧波測量,最大需量,RS485/Modbus,LCD顯示 RS485/Modbus,LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里,總正反向有功電能統(tǒng)計,正反向無功電能統(tǒng)計;2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5(6)有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
04KV低壓柜內環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器,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。 | |
網關 | Anet-2E8S1 | 8個RS485串口2kV隔離,2個以太網接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求,支持斷點續(xù)傳,裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制、權限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。 |
結束語
一般來說,智能變電站應用監(jiān)控系統(tǒng)可以有效提高智能變電站的能源管理水平,降低電氣設備的運行成本,達到一個目的促進轉變?yōu)楦又悄埽咝?,?jié)能的變電站管理,促進電力能源部門的能夠穩(wěn)定并且健康地發(fā)展。
參考文獻
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安科瑞電力監(jiān)控與保護類產品選型手冊,2024.07.
安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊,2025.01.
進/饋線 | AM5SE-F | 三段式過流保護(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電參量 測量、獨立操作回路 | |
35kV | AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比例制動差動保護 | |
變電站 | 35kV主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護(帶復合電壓、帶方向閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、間隙 零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調壓、斷路器遙控分 合閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路 |
PT監(jiān)測并列 | AM5SE-UB | PT并列、低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 | |
進/饋線 | AM5-F | 三段式過流保護(帶方向、帶低壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
廠用變 | AM5-T | 三段式過流保護(帶復合電壓閉鎖)、反時限過流保護、零序過流保護、過負荷保護、 變壓器非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
大功率異步電 機(2000kW 以上) | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比例差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過 負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨 立操作回路、故障錄波、全電量測量 | |
10(6)kV 開閉所 | 異步電機 | AM5-M | 啟動中過流一段保護、已運行兩段式過流保護、反時限過流保護、過負荷保護、零序過 流保護、啟動時間過長、堵轉保護、過熱保護、相序保護、低電壓保護、斷路器遙控分 合閘、故障錄波 |
電容器 | AM5-C | 兩段式過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、不平衡 電壓/電流保護、非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 | |
母聯(lián) | AM5-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備自投、母聯(lián)備自投、斷路 器遙控分合閘、故障錄波 | |
PT監(jiān)測 | AM5-U | 低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 | |
PT并列 | AM5-BL | 不同母線段上PT二次信號的并列/解列控制 | |
應用場合
型號
保護功能
進饋線/廠用變
PT監(jiān)測
AM4-I
AM4-U
三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保
護、低電壓保護、過電壓保護、過負荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波
低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告
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