粮食储备库电力配电监控系统的设计与应用

摘要：本文主要介绍了粮库电力监测系统的结构和基本功能，包括实时数据的采集和处理、数据库的建立等与维护、报警处理、图片生成与显示、在线计算与制表及系统自诊断、主要技术指标等

关键词：电力监控系统；基本功能；技术指标；

一概述

 供配电产业的发展和可靠性在国民经济的发展中发挥着重要作用。全国重点项目急剧增加，对供配电系统的可靠性、安全性、实时性、易用性、兼容性和减少故障影响范围提出了更高的要求。

 本系统的建设是提高变配电网的管理水平，快速准确地获取变配电站运行的实时信息，充分掌握变配电站的实时运行状态，及时发现变配电站运行故障，并做出相应的决策和处理。同时，值班管理人员可以根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远程控制和开关、避峰填谷，把握安全控制和事故处理的主动性，减少和避免误操作和误判。

二项目概况

 粮食储备库的平面图如图1所示。

图1某粮食储备库平面图

 本项目包括30万t粮食浅圆仓储设施、配套接收配送设施、生产辅助设施、生活设施等。预留12万t大豆仓储设施、大豆加工区等。

1供电电源

 库区原变配电间变压器总容量800kVA×400kVA)，该容量不能满足新项目的需要。为便于管理，考虑统一规划，新总变电站不仅负责新项目负荷，还负责原变配电室、油加工区、油罐区附属变配电室等高压供电。

 新供电电源为10kV双回路，10kV专线采用YJV22电缆直接埋设至库区总变电站。三路10kV高压电缆从总变电站直接埋设至原变配电室、油加工区、油罐区附加变配电室。

2负荷计算

 根据库区总体规划、负荷分布、近期、长期发展需求等因素，经技术经济比较确定，库区设10kV总变电站、原变配电室、附加变配电室。

 总变电站位于库区南侧，负责除浅圆仓、升降塔、转接楼、汽车、火车接发站等子项供电。

 预处理车间一楼外墙贴有油加工附设式变配电间，负责油加工区等子项供电。

 油罐区附设式变配电室贴在油泵房一楼外墙上，负责油灌区等子项供电。

 改造增容后，原变配电室负责原办公、生活区、新增综合办公楼、职工宿舍、食堂、浴室等的供电。

 总变电所总装机容量9781.3kW,总计算容量为2697.8kW,视容量为2900kVA。根据负荷计算，选用10kVSCBS101600kVA干式变压器。

3高、低压供电系统

 总变电站一侧采用电缆进线方式，10kV双回路供电，主线采用单母线设计，AC220V交流操作系统。

 总变电站二次侧采用单母线分段运行方式，其中一段发生故障时，母线手动投入。进线断路器和母线连接断路器具有可靠的电气连锁，避免两个进线电源并列运行。220/380V出线电路为各种电力建筑提供电源。

 供电系统接地保护型统一采用TN-C-S系统。

 总变电站10kV高压开关柜采用手车柜，配备真空断路器和弹簧操作机构。低压柜采用BLOKSET-D开关柜，主断路器采用智能框架，其他出线断路器采用高分断能力断路器。为了方便操作，所有容量超过400A的低压断路器都是电动操作。

三系统结构

 本方案采用CSC-2000（V2）电力监控系统1套，设置在总监控中心。每个变电站的数据通过通信管理机和网络交换机上传到监控中心。每个站的高压测控单元数量和低压测控数量根据每个站的不同规模而有所不同，系统采用分层分布式结构。总变电站的计算机监控系统分为两层：站级控制层和间隔级控制层。间隔级控制层将采集和处理的数据信号通过光纤传输到站级控制层，并通过通信网络集成到站级控制层中。每个间隔级单元相互独立，不相互影响，功能不依赖于站控后台计算机。

 站控层设置在监控分中心，硬件配置为：1台OptiPle×760双核3.0、硬盘160G、内存2G、显卡、10/100M网卡2块、光驱、USB接口、光电鼠标、/标准键盘。间隔层分散安装在变配电间开关柜上，提供CSC系列微机综合保护装置，完成设备的保护和控制。

如图2所示，整个电力监控系统结构。

图2电力监控系统结构图

四系统的基本功能

1实时数据的采集和处理

（1）采集信号的类型

 采集信号的类型分为模拟量、脉冲量和状态量(开关量)。

 模拟量：电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、直流量、温度量。

 脉冲量：有功电能和无功电能。

 状态量(开关量)：断路器、隔离开关、接地开关位置信号、继电保护装置、安全自动装置动作及报警信号、运行监控信号等。

（2）采集信号的处理

 计算机监控系统根据电气设备间隔单元（线路、母线、母线、分段、主变、无功设备等）划分实时数据采集。每个测控单元都是一个相对独立的智能小系统，对采集的输入量进行数据滤波、有效性检查、工程值转换、故障判断、信号接点抖动等处理。

（3）信号输入方式

 模拟输入:除直流电压和温度通过变送器输入外，间隔层测控单元的电气量采用交流采样输入CT、PT二次值，计算I、U、P、Q、F、COS中；对于需要合闸同步检测的断路器，还需要采集同步电压，变送器输出为4～20mA。

 电能输入:智能电度表可通过串口通信采集；脉冲信号输入不能通过串口通信采集的电能信号。

 状态量（开关量）输入：通过无源接点输入；断路器、隔离开关等要控制的设备，取双位接点信号。

五系统的主要技术指标

1系统指标

 模拟测量综合wu差≤0.2%;

 测量电网频率wu差≤0.01Hz;

 模拟量刷新周期≤3s;

 数字量响应时间≤1s;

 事件顺序记录分辨率(SOE)≤2ms;

 控制命令从生成到输出的时间≤1s;

 画面调用响应时间≤1s;

 模数转换分辨率≥12位；

 正确控制操作率=100%。

2测控装置指标

 额定频率为50Hz;交流电压100V;交流电流1A;供电电压220VCAC。

 负载：交流电流电路≤0.8VA/相；交流电压回路≤0.5VA/相；直流回路≤25W。

 模拟测量精度：电流、电压0.2%功率0.5%频率0.01Hz。

 数据更新时间：遥控（包括返回验证）命令传输时间≤3s。

 GPS对时精度：站级工作主站间1ms;间隔层测控装置为1ms。

 测量控网负荷率：正常情况下，≤25%;电力系统出现故障时≤40%。

 系统可用性：99.9%以上。

 环境温度：站级工作站00～40℃;间隔设备-20～+60℃。

 相对湿度：5%：5%～95%。

 大气压力：80～110kPa。

六安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统解决方案

1概述

 对于用户变电站（一般35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接触无线温度测量产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监测设备、弧光保护装置等设备，实现变电站、配电、电力安全运行和综合管理。监控范围包括用户变电站、开关、变电站、配电室等。

 Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气有限公司根据电力系统自动化和无人值守要求，为35kV及以下电压等级开发的分层分布式变电站监控管理系统。该系统是一个开放式、网络化、单元化、组态化的系统，应用于电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监控、控制、通信等功能于一体。适用于35kV及以下电压等级的城市电网、农村电网变电站和用户变电站，可实现变电站的全面控制和管理，满足变电站无人值守或少人值守的需要，为变电站的安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

2应用场所

 适用于轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护。

3系统架构

 Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，网络模式可为标准网络结构、光纤星网络结构、光纤环网络结构，根据用户用电规模、电气设备分布和占地面积综合考虑网络模式。

4系统功能

 实时监控、电参查询、曲线查询、运行报告、实时报警、历史事件查询、电能统计报告；

 用户权限管理；电能质量监测；遥控功能；故障录音；事故记忆；Web访问；APP访问；

5系统硬件配置

参考文献

[1]张黑山.电力监控系统在粮食储备库中的应用。

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版本