摘要:智能配電房是配電網(wǎng)自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過對智能配電房的總體建設(shè)方案和具體
建設(shè)思路的分析,提出整合了SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)的智能配電房建設(shè)方案。
關(guān)鍵詞:智能配電房;配電自動化;建設(shè)方案
0引言
近10年我國的配電自動化技術(shù)取得了長足進步,一開始就地控制(重合器、重合分段器、重合閘+自動配電開關(guān))的FA(饋線自動化),發(fā)展為通信及主站集中監(jiān)控和故障處理(配電SCADA+FA)的DA(配電自動化)、基于GIS離線配電管理的DMS(配電管理系統(tǒng))、實時DA與基于GIS配電管理相集成的DA/DMS等多種基本功能模式。配電自動化系統(tǒng)的完善和發(fā)展,在促進電力企業(yè)安全生產(chǎn)、安全供電、管理進步、客戶服務(wù)等方面,取得了較好的效果。
與此同時,配電自動化系統(tǒng)也存在很多問題,主要表現(xiàn)在以下方面:
(1)系統(tǒng)功能設(shè)計單一;
(2)系統(tǒng)集成中存在孤島,信息不能共享,使配電自動化系統(tǒng)難以發(fā)揮作用;
(3)設(shè)備選擇盲目求新,無法取得整體優(yōu)化的效果;
(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏統(tǒng)籌兼顧,從而影響應(yīng)用效果;
(5)系統(tǒng)功能設(shè)計重系統(tǒng)、輕客戶,重技術(shù)、輕管理,重形式、輕實效,難以發(fā)揮應(yīng)有的作用;
(6)設(shè)計缺乏長遠策略,造成系統(tǒng)開放性差,功能擴展難。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,電力市場化的進程不斷深人,用戶對電能可靠性和質(zhì)量的要求也在不斷提高,城區(qū)供電半徑也越來越短,配電房得到了廣泛應(yīng)用。配電房自動化套用功能單一的“三遙”監(jiān)控和饋線自動化功能的建設(shè)模式,已難以滿足智能配電網(wǎng)自動化的發(fā)展要求。目前,配電站、配電房的運行環(huán)境、安防措施、門禁等系統(tǒng),大都不能實時監(jiān)控,對安全生產(chǎn)來說存在一定風(fēng)險。因此,特設(shè)計一種智能配電房,以有效整合電力系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng),為安全、更智能的電力供應(yīng)提供保障。
1 智能配電房總體建設(shè)方案
基于我國配電網(wǎng)設(shè)備基礎(chǔ)和配電網(wǎng)架構(gòu)的現(xiàn)狀,規(guī)劃建設(shè)具有配電自動化水平的主干線路配電房,應(yīng)充分考慮如下因素:
(1)主干線路配電房應(yīng)合理分段,有效縮小故障停電范圍;
(2)主干線路開關(guān)支持遠方遙控操作,有效縮短主干線路故障處理時間;
(3)配電房自動化技術(shù)要避免系統(tǒng)功能設(shè)計單一,自動化系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等孤島建設(shè)而使信息不能共享的問題;
(4)配電房自動化設(shè)備要具有較高的性價比、較實用的功能,并具有開放的系統(tǒng)集成功能;
(5)要充分考慮運行維護方便,減小設(shè)備體積,進行模塊化設(shè)計,便于具有通信和自動化基礎(chǔ)的人員維護管理,從而達到減員增效的目的;
(6)配電房自動化設(shè)備要支持設(shè)備狀態(tài)檢修的管理要求。
智能配電房建設(shè)集配電綜合主站、配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)等八大系統(tǒng)功能于一體,系統(tǒng)考慮了智能配電網(wǎng)自動化發(fā)展要求,可有效實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈和互動,縮短故障處理時間,提高設(shè)備運行管理水平。智能配電房主要功能如下:
(1)配電SCADA功能;
(2)支持主干網(wǎng)接地故障監(jiān)測,主站可以實現(xiàn)故障定位;大幅縮短故障處理時間。
(3)支持配網(wǎng)短路故障監(jiān)測,主站可以實現(xiàn)故障定位;
(4)支持配電房視頻監(jiān)控;
(5)支持配電房門禁管理;
(6)光纖通信主干點可支持其他通信方式接入;
(7)支持配電房環(huán)境監(jiān)測;
(8)支持除濕、風(fēng)機等設(shè)備的智能控制;
(9)支持一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。
2智能配電房具體建設(shè)思路
智能配電房建設(shè)需考慮智能配電網(wǎng)自動化發(fā)展的要求,并能夠提高配電網(wǎng)設(shè)備使用的生命周期,實現(xiàn)對設(shè)備故障的提前預(yù)警,快速實現(xiàn)配電網(wǎng)故障定位,縮短故障處理時間,從而提高設(shè)備的運行管理水平。
2.1配電綜合主站
(1)建設(shè)配電SCADA系統(tǒng)。
(2)建設(shè)安防、門禁管理系統(tǒng)。
(3)建設(shè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
(4)建設(shè)一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。
2.2自動化通信系統(tǒng)
(1)通信組網(wǎng)采用EPON光纖通信方案。
(2)主干配電房作為光纖通信主干點,可支持其他通信方式接入。
(3)終端支持GPRS通信。
(4)通信支持圖像傳輸。
(5)終端支持RS485,Canbus總線等現(xiàn)場總線,可方便智能傳感器的接人和擴展。
(6)終端及主站支持以太網(wǎng)(Ethemet)接人技術(shù),接人IP攝像機。
2.3配電網(wǎng)監(jiān)控
(1)實現(xiàn)配電網(wǎng)“遙測、遙信、遙控”功能。大幅縮短故障停電時間。
(2)實現(xiàn)遙控操作,減少運行人員操作次數(shù),降低運行人員工作強度。
2.4配電房安防功能
(1)采用IP攝像機技術(shù),取消DVR硬盤錄像,大幅降低建設(shè)成本,提高系統(tǒng)可靠性,減少維護工作量。
(2)實現(xiàn)站房開門時進入人員的拍照上傳,遠方遙視站房操作人員的操作、設(shè)備運行狀態(tài),消防報警、水浸報警等異常情況的拍照上傳和遠方遙視等功能。
(3)IP攝像機通過以太網(wǎng)連接到光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)設(shè)備,采用EPON方案接入到主站;主站通過特定IP可以直接與攝像頭通信,進行視頻監(jiān)視與控制。由于IP攝像頭分配了對應(yīng)的IP地址,當(dāng)在主站對攝像頭進行實時視頻監(jiān)控時,不會影響主站與DTU終端的正常通信。
(4)DTU檢測到配電房門開信號、消防報警信號、水浸報警信號時,通過網(wǎng)絡(luò)向IP攝像頭發(fā)出抓拍等命令。
2.5配電房環(huán)境監(jiān)控功能
(1)監(jiān)測站房溫度、濕度。
(2)監(jiān)測站房煙感、水浸等傳感器信號。
(3)DTU根據(jù)采集到的配電房內(nèi)溫濕度及對
應(yīng)限值,自動控制配電房內(nèi)的風(fēng)機和除濕設(shè)備。
(4)DTU檢測到水浸信號、煙感信號等開關(guān)量變化時,產(chǎn)生SOE事件向主站報告。
2.6配電房門禁功能
(1)站房門口可安裝感應(yīng)IC卡讀卡器,電子鎖采用通電開陰極鎖,配合門上的機械鎖使用,刷卡后門鎖自動打開,設(shè)備故障時可用鑰匙打開。
(2)門讀卡器可記錄運行人員巡查站房情況,便于運行管理。
(3)可實時監(jiān)測站房門的開啟狀態(tài),當(dāng)門鎖被異常開啟時(如外力破壞、門鎖故障),終端將實
現(xiàn)現(xiàn)場報警(警號報警)并通過通信網(wǎng)絡(luò)向管理中心傳送報警信息。
(4)門禁系統(tǒng)可加強站房運行管理,便于對進入站房安裝調(diào)試的人員進行有效地管理,區(qū)分運行巡查人員和短時安裝調(diào)試人員的進人權(quán)限。
2.7開關(guān)柜等一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控功能
(1)監(jiān)測開關(guān)電纜頭溫度,預(yù)防電纜頭因接觸不良而發(fā)熱。
(2)監(jiān)測SF。開關(guān)的壓力接點信號,上傳SF。失壓報警信息。
(3)監(jiān)測配變油溫接點信號,上傳配變溫度越限信息。
(4)監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)的溫度,自動控制開關(guān)柜內(nèi)的加熱設(shè)備,以防止凝露。
(5)監(jiān)測開關(guān)分合閘次數(shù)。通過將開關(guān)分合閘輔助接點接入,實現(xiàn)每次開關(guān)分合閘動作時,自動統(tǒng)計動作次數(shù)。
(6)監(jiān)測開關(guān)分合閘時間。通過計算開關(guān)分合閘操作控制接點輸出至對應(yīng)開關(guān)分合閘輔助接點返回的時間差,統(tǒng)計開關(guān)每次分合閘操作的時間。
(7)監(jiān)測開關(guān)開斷電流,通過統(tǒng)計開關(guān)分閘操作時的開斷電流,建立開關(guān)設(shè)備電磨損的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2.8數(shù)據(jù)發(fā)掘功能
(1)建立包括:溫度數(shù)據(jù)、投運時間、運行負荷、檢修記錄、事故記錄等在內(nèi)的一次設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫。
(2)利用一次設(shè)備監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計,建立一次設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測、一次設(shè)備故障早期判斷及一次設(shè)備失效模型。
3安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
3.1簡介
安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況,結(jié)合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗,自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了智能開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化,避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障,保證維護人員安全,延長設(shè)備使用壽命,減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高,同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
3.2系統(tǒng)功能
3.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
3.2.2實時監(jiān)測
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好,能夠顯示配電室設(shè)備的運行狀態(tài),實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息,如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關(guān)故障、告警等信息。
3.2.3 數(shù)據(jù)查詢
在人機界面中,可以直接查看配電室個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。
3.2.4曲線查詢
在曲線查詢界面,可以直接查看遙測參量曲線,包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。
3.2.5運行報表
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)報表,包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。
3.2.6實時告警
科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示:
3.2.7 歷史事件查詢
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。
3.2.8 用戶權(quán)限管理
為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,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(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
3.2.9網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。
3.2.10遙控操作
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。
3.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)推薦配置選型
4結(jié)束語
智能配電房系統(tǒng)有效地整合了電力系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。其建設(shè)為實現(xiàn)更加智能和更高質(zhì)量的電力供應(yīng)提供了可靠的實驗平臺和理論探索。