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浅谈电厂电能管理及开关状态在线监测系统的开发

文章更新时间:2023-03-27 点击量:164

【摘要】:基于大型电厂分层分布式电能管理和开关状态在线监控系统的实际情况,介绍了电厂电能管理系统的开发、网络结构和系统功能,探讨了开关状态在线监控技术的原理和实现,实际证明系统通用性强、开放性好、可维护性好。


【关键词】:电能管理;开关状态;在线监控;

前言

 近年来,中国经济发展迅速,电力供应缺口增加,导致新一轮电力建设高峰。随着西电东送、全国联网、三峡水利工程等大型工程的发展,装机容量稳步增长,输电容量进一步增加;另一方面,实现工厂网络的分离,使电厂面临来自其他地区大型电力公司的竞争压力,电厂设备管理水平是保持竞争力的必要条件。电力管理和开关状态在线监控系统提高了电厂电力管理的效率,提高了供电质量,节省了大量的人力、物力和财力。其持续改进是确保竞争力的硬件基础。特别是在设备状态在线监控中,利用整个设备或设备的一些关键部件的寿命特征,开发应用具有特殊用途的系统,通过数据采集和数据分析预测设备状态的发展趋势,使维护只安排在必要时,及时维护可有效避免设备故障造成的意外停电,缩短停电时间,降低维护成本,延长设备使用寿命,避免维护疏忽造成的故障。

一系统开发和平台

 电能管理和开关状态在线监控系统是基于西屋Powernet电能管理程序开发软件推出的。系统操作平台可以建立在MicrosoftWindowsnt/2000/XP操作系统平台上。开放式TCP/IP结构发电厂现有的工厂局域网也可以作为电能管理和开关状态在线监控系统的中心。系统的图形界面采用开放可扩展的人机界面Intouch软件,允许用户创建复杂强大的操作员界面显示。同时,其分布式报警子系统通过MicrosoftAccess数据库,大大提高了信息质量系统。

二系统网络结构

 系统硬件结构按功能分为设备层和管理层。网络连接通过通信介质建立,微机综合测控和继电保护单元分散在被控设备的对象中。所有控制、保护、测量、报警等信号在当地单元转换为数据信号后,通过现场通信总线传输到主控室,当地单元相互独立,不相互影响。

1设备层

 设备层是由微机综合测控和继电保护单元组成的INCOM总线数据采集层。各功能单元分别实现开关配电设备状态监测、电源收集、存储、上传、保护等功能。各功能单元通过现场通信总线连接,总线采用射频调节传输的INNCOM专业工业通信协议。通信介质为普通屏蔽双绞线通信电缆,接线无电压极性。由于INCOM协议采用高频信号,抗干扰能力优于传统的RS-485RS-422传输系统,单通信电缆有效传输距离3048m,可与电源、控制电缆敷设,无特殊电缆通道,大大降低了干扰、衰减等因素造成的网络工作成本和错误代码的风险。现场通信总线直接进入管理层的通信主机,并与监控计算机进行通信。设备层的功能单元除了现场总线的通信方式外,还可以通过以太网的通信接口直接连接到上层的局域网,并与网络中的监控计算机进行通信。

2管理层

 管理层是所有设备监控、测量、控制和管理的中心。它由通信主机、现场或远程监控计算机和TCP/IP协议局域网组成。它包括一个以远程电能监控和状态监控为核心的开放和可视化操作平台。设备监控采用Intouch图形软件环境,为监控系统提供良好直观的人机界面,支持用户开发定制图形视图;根据设备状态数据信息和不同用户的个性化要求,动态显示设备的运行状态;数据访问功能扩展到外部元件/系统、历史事件处理报警记录和报告分析工具。

三系统功能

1能耗监测

 系统能够准确统计整个工厂的电力负荷,收集各电气设备的电力参数,为用户提供相应的负荷分析曲线。除电能参数外,其他电量,如电流电压、频率功率因数、大值、小值、谐波等,可实时上传到监控中心进行显示和存储数据库,大大降低了传统抄表和分析的工作量。

2电能质量分析

 系统实时监测配电系统中反映电能质量的参数,如电压、谐波和功率因数,并及时报警即将出现的电能质量问题。

3运行监视

 系统的运行状态可以通过文字、表格、图像、声音、光等方式,及时为值班人员提供配电系统安全监控所需的所有信息。例如,用户的配电系统在管理计算机的屏幕上显示彩色图形,包括:配电系统的单线图、配电室的平面布置图、开关柜的面板图等,可以直观地显示开关柜的形状,并随时调出具体设备的面板图进行主单元控制。在单线图状态下,可以实时显示系统中设备的连接、断开状态和运行参数,并在报警时弹出提示窗口系统配置厂用电高压断路器微机综合变压器保护装置。电机保护装置、微机测量仪器、PT柜微机测量仪器,实现高压工厂电力系统的保护和电能测量;在汽轮机控制中心和锅炉控制中心配电盘上安装微机测量仪器,实现电能测量;监控计算机设置在机组集中控制室,由操作和维护人员进行系统监控;输出工厂电力系统的功率电源报告,通过工厂局域网的网络电缆将工厂电力系统的功率数据传输到电厂计算机中心服务器,浏览电力数据的功率管理和开关状态在线监控系统,通过现场有效的数据收集、传输和上述灵活的用户界面,为电厂设备管理人员提供以下操作监控功能:

 根据系统的实际需要,通过简化配置,显著提高报警处理性能,将任何硬件设备集成到Intouch图形环境中,采用分布式报警子系统,大大提高了信息质量。用户可以zhi定在某些事件或保护动作中自动报警,一般可以设置在以下情况下:开关量突变(如保护跳闸)断路器位置错误模拟超过整定值,报警信息和确认状态显示,通过对话框和易于使用的图形用户界面可以轻松实现报警配置。

 设备动作事件记录。系统中的所有动作事件,如继电保护动作、断路器操作等,都可以自动打印并存储在系统硬盘记忆中。

4开关设备状态监测

 传统的定期维护存在试验周期长、强度大、有效性差等缺点,难以满足电力系统对可靠性的要求。逐步取代定期维护已成为电力系统设备维护的必然趋势。实现状态维护的前提是实现设备状态的在线监测,系统总结了INCOM总线设备在线连续检测的相关开关设备的运行特征信息,并存储在数据库中,并根据工厂高压开关的设备特点,如累积开关容量、开关动作次数、真空度等参数,通过统计、分析、显示和标准报表输出历史趋势数据,判断开关的运行状态,显示开关设备的绝缘寿命和机械寿命。专家还可以咨询状态监测软件包的诊断和分析过程和结果,实现设备故障的智能诊断,有效避免事故的发生。

5修改测控保护单元的设定值

 设备层的测量仪器或继电器保护装置的设定值和保护值可在系统监控计算机上在线修改,修改后的定值将直接返回相应的设备进行存储。

6故障诊断

 在记录和显示这些事件的时间顺序的同时,系统还可以将故障录波数据和波形反应到监控屏幕上,为故障的查询和处理提供便利。

四安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

1概述

 用户端消耗整个电网80%的电能。用户端智能用电管理对用户的可靠性、安全性和节能性具有重要意义。构建智能用电服务体系,推广用户端智能仪器、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案,实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括:先进的手表、智能建筑、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等。

 安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过细分和统计用户端用电情况,向管理人员或决策层展示直观的数据和图表,便于找出高能耗点或不合理的能耗习惯,有效节能,为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。

2应用场所

(1)办公建筑(商业办公、大型公共建筑等);

(2)商业建筑(商场、金融机构建筑等);

(3)旅游建筑(酒店、酒店、娱乐场所等);

(4)科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗、体育等);

(5)通信建筑(邮电、通信、广播、电视、数据中心等);

(6)交通建筑(机场、车站、码头建筑等)。

3系统结构

结构.png

4系统功能

实时监控;电能统计报表;详细电参量查询;运行报表;变压器运行监控实时报警;历史事件查询;

电能质量监控;遥控操作;用户权限管理;通信状态图;视频监控;用户报告;APP支持;

5系统硬件配置清单

五结语

 电厂电能管理和开关状态在线监控系统及时准确地反映了电厂辅助设备的运行信息和开关状态。随着分层分布式电能管理和开关状态在线监控系统应用的不断成熟,系统简化了检测单元的模块化、接线和网络结构,使电厂能够更合理地安排维护,减少有针对性的停电试验,提高管理效率,获得更大的经济效益。


【参考文献】

[1]王晖,发电厂电能管理及开关状态在线监测系统的开发[J].华北水利水电学院学报,2014,12

[2]赵冬梅,张东英分层分布式电网故障诊断专家系统设计[J].现代电力,2001,(3):41 -46

[3] 贾青.分布式自动化系统网络应用结构 [J].计算机自动测量与控制,2001,(1):7 - 10

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册 2022.05版