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摘 要:电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。变电站自动化控制是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能服务的一项措施。本文就基于Acrel-3000电力监控软件和ACR220ELK、ACR230EFLK、ACR330EFLK网络电力仪表的上海罗泾矿石码头的电能管理系统,简单的介绍下组态软件在变电站电能管理方面的应用。该系统设计并实现了一套分散式采集和集中控制管理,实现了微机在配电室中无人管理的功能,省去了值班人员现场操作断路器的烦琐,提高了供电质量和管理水平,具有简明实用、投资少等优点。 关键词:电力监控软件 电力仪表 电能管理 0 概述 当前,国内很多建筑配电仍普遍采用箱式变电站配以低压电缆分接箱实现分散供电,给整个系统的运行管理带来了很多的不便,计算机技术和网络通信技术日趋成熟,配电系统测量、控制等功能的智能化、网络化已是发展的必然趋势,配电系统运行中的各种问题可以通过微机全面解决。 智能化配电系统由开关配以具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现对分散分布的低压电缆分接箱内开关设备运行的自动化管理。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制及设备维护信息管理等功能。 本文以上海罗泾矿石码头电能管理系统为例子,简单介绍以下变电站的智能化管理。1 系统分析 上海罗泾矿石码头有限公司由上海国际港务(集团)股份有限公司、香港珏瑞投资有限公司、宝山钢铁股份有限公司、马鞍山钢铁股份有限公司,以共同投资、共同经营的方式合资组建。公司于2007年11月1日正式成立,港区位于宝山罗泾地区,距市中心38Km,距吴淞口约17km,年吞吐量2200万吨,可同时停靠2艘20万吨级(经减载)的超大型散货船舶,并可对2万吨级海轮直接进行装船作业。在世界上首次实现供供码头和大型钢铁企业之间的工业物流配送新理念,进行物流链于生产链的无缝隙衔接。 上海安科瑞电气股份有限公司于2009年11月承接上海罗泾矿石码头远程自动抄表系统项目的设计与实施。采用Acrel-3000型电力监控系统, 本监控系统的监控范围:上海罗泾矿石码头3.5万总变、2#分变、2B分变、3#分变、4#分变安装的100多个安科瑞提供的带通讯电表。项目启动前买方需提供配电系统一次系统图、平面图、二次系统图等,以供卖方设计参考。卖方按照买方的实际需求和智能元器件的功能,完成系统的设计,主要功能为:一次主接线图界面显示;电参量遥测及电参量越限报警;事件记录,系统运行异常监测;故障报警及操作记录;电能报表查询与打印;系统负荷、谐波的实时、历史曲线,用户权限管理等主要功能,实际细化功能卖方可以根据买方的使用习惯和需求做可行性修改。 整个系统采用网络分布式结构,监控主机位于办公大楼八楼的计算机房内,四个变电站分别立在码头的四个位置,各个变电站均含有10KV、700V、400V供配电系统,变电所配电柜内安装有本公司的ACR330ELFHK、ACR230ELFHK、ACR220ELFHK仪表共计100多个回路。系统采用开放的通讯协议,通过现场总线与高低压配电系统等相连,实现数据通讯功能。2 系统的结构 本系统采用分层分布式计算机网络结构即间隔层、通讯层和站控层如下图所示: 隔层主要的设备为:多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用RS485通讯接口,通过现场MODBUS总线组网通讯,实现数据现场采集。 中间层主要为:通讯服务器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。 站控层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户,同时用户可以通过系统软件发送指令至现场设备,实现远程遥控功能。 以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输,一般都采用二根连线,接线简单方便;通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰能力增强,总线上允许连接多达32个设备,最大传输距离为1.2km。3 系统的主要功能3.1 数据采集与处理 数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Ep、远程设备运行状态等数据。 数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。3.2 人机交互 系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。 在配电系统发生运行故障时,会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路,同时自动记录事件发生的时间地点,以被用户查询,追忆故障原因。3.4 数据库建立与查询 主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。3.5 电能成本管理 自动进行日、月、年的电能统计,可以进行尖、峰、平、谷时段设定,实现具有电能分时计费功能,同时生成日、月、年报表,电能棒图、饼图、电能曲线图等。3.6 用户权限管理 可根据买方要求添加和删除软件的用户数量和设置用户的权限。针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。3.7 运行负荷曲线 定时采集进线及重要回路电流负荷参量,自动生成运行负荷趋势曲线的,方便用户及时了解设备的运行负荷状况、实时显示重要回路的谐波数据(2—31次谐波),以及查询历史谐波数据等。3.8 系统特点 通讯线接点少,画面显示直观,数据刷新快,及时反应现场设备的运行状况,同时系统操作简单,方便用户使用,各种功能可根据用户的需求灵活变化,系统的设计快捷方便,修改软件也不繁琐。4 结束语 本文讲述了变电站综合自动化系统的特征、结构及其功能。变电站自动化是一个系统工程,要实现变电站自动化的功能,还有许多技术问题需要攻关解决,作者相信在不太远的一段时间管理便捷化的变电站自动化系统,将有一个蓬勃的发展期。
山武定位器SVP是智能型阀门定位器,SVP 有两种形式,即:整体型和分离型,每种形式中有三种型号,各有不同功能。能连接到调节器的4- 20 mA输出回路上,所有调整有电子模块完成输入信号和调节阀开度之间的关系可任意设置,能容易设置分程和其他特殊的应用。整体型/AVP300:无阀位输出的模拟量信号(4- 20mA)AVP301:有阀位输出的模拟量信号(4- 20mA)AVP302: HART通信协议。分离型/AVP200:无阀位输出的模拟量信号(4- 20mA)AVP201:有阀位输出的模拟量信号(4- 20mA)AVP202: HART 通信协议。山武定位器SVP有三种组态方法,即:手动旋钮、用SFC手操器、用HART手操器。手动旋钮组态调整:只用一把螺丝刀就能完成SVP的内部组态,包括自整定、行程调整、调节阀的特性检测、零位/满度的调整。用SFC手操器组态调整。Yamatake SFC160/260型智能通信器能用于SVP的全部参数组态、调整、SVP的维护。SVP 的具体通信功能详见SFC操作手册。用HART手操器组态调整HART275通讯器能用于AVP302/202型的全部组态、校整、维护。SVP山武智能定位器适用于直行程和角行程的执行机构,重量约2.5kg。安装方式与普通定位器相同。
0 引言 当前,国内很多建筑配电仍普遍采用干式变电器配以低压电缆分接箱实现分散供电,给整个系统的运行管理带来了很多的不便。计算机技术和网络通信技术的日趋成熟,配电系统测量、控制等功能智能化、网络化是发展的必然趋势,配电系统运行中的各种问题可以通过微机全面解决。 智能化配电系统由开关配以具有通信功能的智能化元件,经数字通信与计算机系统网络连接,实现对分散分布的低压电缆分接箱内开关设备运行进行自动化管理。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制及设备维护信息管理等功能。1 项目概况 上海核工程研究设计院是隶属于中国核工业集团公司的重点研究设计单位,该院新建大楼系统分为配电室和楼层部分,配电室高压部分采用ACR330ELH采集谐波数据,WHD72采集温湿度数据;低压进线侧采用ACR320ELH采集谐波、功率因数等数据, ACR220EK网络电力仪表采集测量电流,开关状态由辅助触点接入ACR220EK仪表的DI(开关量输入)接口。楼层部分由ACR220E采集电能数据。所有电参量数据由仪表的通讯接口经RS-485总线传给上位机,实现遥测、遥控和遥信功能。 2 系统拓扑结构 上海核工院电力监控系统的拓扑结构如图1。系统多采用分布式结构,按功能或区域进行划分,模块化设计。整个系统一般分为三层,即现场层、中间层、主控层。 现场层主要任务是将现场的各种配电系统的运行参数进行采集和测量,并将采集和测量的各种数据传输给监控系统。其主要设备是:ACR330ELH、ACR320ELH谐波表,WHD72D温湿度仪表、 ACR220EK网络电力仪表,装设在现场的电缆分接箱内。上述设备均相互独立完成各自的功能,不依赖主控计算机运行,所有仪表都具备RS-485 通信接口,通过现场的RS-485总线将检测到的各项电参数和状态信号实时传输到中间层的数据处理单元。 中间层位于现场层与主控层之间,由光电隔离器、串口服务器构成,现场485总线通过光电隔离器串口服务器与交换机相连,完成现场层设备与主控计算机之间的网络通信联接、数据交换。 主控层位于中控室或值班室,配置高性能、高可靠性工业级计算机、UPS不间断电源、打印机、报警装置等。Acrel-3000电力监控软件安装在主控计算机上,通过软件的人机界面和各种管理功能实现对整个配电系统的实时监控。 上海核工院新建楼层监控中心位于1层消控室,配电室位于地下2层车库,距离不超过1200米,直接通过铺设RS-485总线进行通讯即可,考虑到现场地理位置及走线方便合理等问题,采用8路RS-485网络可将所有配电室监控点覆盖;楼层部分考虑到走线方便问题,采用3路RS-485网络,通过竖井、吊顶拉到消控室。3 Acrel-3000电力监控组态软件解决方案 Acrel-3000电力监控组态软件是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件,最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成,它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法,只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”,便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,比如在分布式网络应用中,所有应用(例如趋势曲线、报警等)对远程数据的引用方法与引用本地数据完全相同,通过“组态”的方式可以缩短自动化工程师的系统集成的时间,提高集成效率。 该系统实施后,实现了各类用电设备的电能报表,各用电回路的实时电参量遥测,重要回路的电能质量(含谐波)分析,以及重要回路的负荷用电趋势等功能,图表分别见图2、图3、图4。4 结束语 在电力监控系统中配置网络电力仪表,具有实施简明,投资少等显著优点,可以方便和实时地监控配电系统的运行状态,对现场的用电设备进行统一管理,免去工作人员到现场记录的繁琐工作,系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析,便于维护人员明确设备状况,制定详细的设备维护计划,减少工作人员,提高效率。同时,根据建立的电能计量体系,可以了解、分析建筑总体能耗,提出降耗计划,采取节能降耗措施,逐步提高用电效率。