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        1. 安科瑞電氣股份有限公司
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          住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目 電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

          時(shí)間:2022/2/22閱讀:512
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          摘要:介紹住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目電力系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-2000型電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)和電能管理。


          關(guān)鍵詞:工廠;住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000型;電力系統(tǒng)


          0  概述 


          住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目位于常州。


          本項(xiàng)目為住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目電力系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,本項(xiàng)目將各自變電所內(nèi)的低壓配進(jìn)出線回路進(jìn)行電能管理,以保證用電的安全、可靠和高效。


          Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的新發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程和集中管理。


          1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述


          本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目配電系統(tǒng)進(jìn)行用電與電能管理,范圍為51臺pz系列多功能電表,分6條總線直接拉至值班室采集器,后通過協(xié)議轉(zhuǎn)換接入值班室主機(jī),從而實(shí)現(xiàn)總線上儀表與主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。


          本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;


          如圖(1)所示:

          1.jpg

          圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D


          間隔設(shè)備層主要為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。


          網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。


          站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。


          以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps。


          RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,大傳輸距離為1.2km。


          2  電力系統(tǒng)主要功能


          2.1  數(shù)據(jù)采集與處理


          數(shù)據(jù)采集是配電的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)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(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。


          數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到配電的自動化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。


          2.2  人機(jī)交互


          系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。


          2.3  歷史事件


          歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過歷史事件查看平臺,您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。


          2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢


          主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。


          2.5  用戶權(quán)限管理


          針對不同級別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。


          2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲線


          負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線;對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶進(jìn)線趨


          勢分析和故障追憶,為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。


          2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢


          報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能。


          報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。


          3  案例分析


          住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目電力系統(tǒng)為一個(gè)變電所,本項(xiàng)目針對這變電所的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行電能管理,根據(jù)變電所的,完成變電所的運(yùn)行管理,以及對于整個(gè)工廠耗能的全掌控。


          配電所主要耗能回路采用多功能電表,我司也有相應(yīng)型號儀表,PZ系列多功能儀表,其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有2路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn),這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能工廠等領(lǐng)域。


          低壓配電二次圖見圖(2)兩邊系統(tǒng)功能均一致,功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障;斷路器變位時(shí)會發(fā)出信號,提醒用戶及時(shí)處理故障。  

          2.jpg

          圖(2)低壓配電二次圖


          遙信和遙測功能,主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線,對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出界面指示具體的位置并聲音,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖(3)。

          3.jpg

          圖(3) 實(shí)時(shí)遙信和歷史遙測信息查詢


          參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢供變電所4臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。見圖(4)。

          4.jpg

                              圖(4) 參數(shù)抄表


          用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,變電所內(nèi)的各配電回路的用電量,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖(5)。

          5.jpg

          (5) 電能報(bào)表


          系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。見圖(6)。

          6.jpg

          圖(6)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖


          4  結(jié)束語

          隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電力系統(tǒng)已成為全國各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性工廠/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-2000電力系統(tǒng)在住友電工(常州)硬質(zhì)合金有限公司項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)與電能管理,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對分合閘、負(fù)載越限具有彈出對話框及語音提示,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為變電所用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的社會效益。


          參考文獻(xiàn):

          [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

          [2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力與電力系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10


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