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產(chǎn)品分類(lèi)摘要:傳統的變電站運行和維護工作涉及變電站運行人員、管理人員、檢修人員,工作過(guò)程中涉及使用多個(gè)生產(chǎn)系統,包括保信系統、設備狀態(tài)監測系統、安全生產(chǎn)管理系統、視*及環(huán)境監測系統等。隨著(zhù)電網(wǎng)規模的不斷擴大,可靠性要求不斷提升,人力資源變得越來(lái)越緊張。變電站運維自動(dòng)化技術(shù)的應用促*資源的整合配置,提高工作效率,保證電網(wǎng)運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性具有重要意義。
關(guān)鍵詞:變電站;運維;綜合自動(dòng)化
0、引言
隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展,電網(wǎng)規模不斷擴大,國內供電企業(yè)大量采用了變電站綜合自動(dòng)化系統,實(shí)現遠方集中監視、控制等,既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,同時(shí)降低了人為誤操作的可能性。采用變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是計算機和通信技術(shù)應用的方向,同時(shí)也是電網(wǎng)滿(mǎn)足社會(huì )需求的必然途徑,在應用的過(guò)程當中,無(wú)法避免地引發(fā)出一些問(wèn)題。自20世紀90年代以來(lái),變電站綜合自動(dòng)化系統在我國得以廣泛的應用。目前所使用的自動(dòng)化運維技術(shù),仍未能充分發(fā)揮所有功能,存在的問(wèn)題較多,可以改進(jìn)的地方也有很多,沒(méi)有達到無(wú)人值班的效果,如變電站綜合自動(dòng)化系統的技術(shù)標準、運行和檢修的管理體制等問(wèn)題。
1、變電站綜合自動(dòng)化系統概述
變電站綜合自動(dòng)化系統指的是通過(guò)執行相關(guān)規定的功能,實(shí)現控制電氣設備的系統性動(dòng)作。其主要是通過(guò)微處理器和計算機管理系統等系統組成,通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)與即時(shí)通信技術(shù),實(shí)現對變電站運行設備的控制,借此實(shí)現提高運行幾率的效果。在此過(guò)程中,其還可以實(shí)現對變電站運行設備的實(shí)際監控、測量與控制等效果。在變電站運行的過(guò)程中,減少了二次設備的使用,簡(jiǎn)化了變電站設備的二次連線(xiàn),保障變電站的平穩運行,減小其實(shí)際成本,以此提高變電站的經(jīng)濟效益。目前,變電站綜合自動(dòng)化系統所采用的的結構形式主要有3種類(lèi)型:集中式、分散與集中相結合和全分散式。
變電站運維自動(dòng)化技術(shù)的應用
變電站的二次系統的發(fā)展存在重控制,輕運維的情況。在電網(wǎng)控制方面,由于變電站自動(dòng)化的發(fā)展,提高了操作的便捷性,已經(jīng)基本實(shí)現了無(wú)人值守,多數操作已經(jīng)可以通過(guò)二次系統(主要通過(guò)電網(wǎng)調度自動(dòng)化系統)進(jìn)行控制。但在運維管理方面,國內與變電站內設備運維相關(guān)的技術(shù)發(fā)展較國外緩慢一些。
完成變電站運維的作業(yè)任務(wù),需要關(guān)注八大類(lèi)信息,包括:電網(wǎng)量測數據(也叫電網(wǎng)運行數據)、故障和保護動(dòng)作數據(繼電保護數據)、運行分析數據、設備狀態(tài)監測數據、電能質(zhì)量數據、視頻數據、環(huán)境監測數據、作業(yè)管理數據。主要包含7個(gè)業(yè)務(wù)系統:調度SCADA系統、保信系統、安全生產(chǎn)管理系統、設備狀態(tài)監測系統、電能質(zhì)量系統、環(huán)境預警系統、視*監測系統。其具體內容分別如下:
調度SCADA系統:內容包括設備模擬量數據、設備狀態(tài)量數據,用于掌握當前電網(wǎng)運行狀態(tài)也可用于確認設備運行狀態(tài)。
保信系統:內容包括事件順序記錄、保護裝置數據、故障錄波數據、保護錄波文件,用于掌握故障信息。
安全生產(chǎn)管理系統:內容包括設備臺賬、設備缺*、工作票操作票、運行交接*、運行日志、運行記錄、設備巡視檢修計劃,用于保存生產(chǎn)信息,進(jìn)行任務(wù)安排。
設備狀態(tài)監測系統:內容包括變壓器監測、電纜監測、局部放電監測、斷路器監測、絕緣監測、避雷器監測、環(huán)境監測、S*6監測、變壓器油監測等等,用于設備檢修計劃安排的輔助決策。
電能質(zhì)量系統:內容包括電能質(zhì)量的穩態(tài)和暫態(tài)信息,用于監測電能質(zhì)量信息。
環(huán)境預警系統:內容包括站內溫濕度、風(fēng)速、水浸、S*6氣體濃度等自然環(huán)境狀況、照明設備、暖通設備的工作狀態(tài)。
視*監測系統:內容包括從視*主站系統采集的變電站的實(shí)時(shí)監控畫(huà)面,通過(guò)指*區域的監控設備監測運行狀況,并在巡維中*可以控制該視*裝置。
變電站運維自動(dòng)化現狀
隨著(zhù)自動(dòng)化運維的覆蓋面不斷增加和擴展,電氣二次設備日益增多,相互之間的聯(lián)系日益復雜,為電力二次系統運維帶來(lái)諸多挑戰,結合當前變電站自動(dòng)化系統的運維*式,發(fā)現當前運維*式存在著(zhù)一些問(wèn)題:
從資源層面上,電力二次系統技術(shù)涵蓋電氣、自動(dòng)化、計算機控制、通信等等多學(xué)科知識,軟硬件實(shí)現方式眾多,數據分散、異構、格式不一,要實(shí)現完整全*的運維數據的分析,需要運維人員不僅具有較高的專(zhuān)*技術(shù)水平,還需要具備相當廣泛的專(zhuān)*面。因此,運維事件處理過(guò)程中,往往難以快速地提取全局的、有*的信息,從而導致難以及時(shí)識別系統事件,定位故障原因。
從運行信息層面上,由于電力調度的實(shí)時(shí)性要求,二次系統運維人員需要時(shí)刻關(guān)注大量而且繁雜的數據,諸如二次系統業(yè)務(wù)運行狀態(tài)、二次設備運行狀況、網(wǎng)絡(luò )互連情況、系統信息安全、機房環(huán)境參數等;而同時(shí)關(guān)注這些運行數據和狀態(tài)數據,運維人員往往會(huì )被淹沒(méi)在海量的告警信息之中。
從業(yè)務(wù)層面上,當采用多種監控系統時(shí),各個(gè)監控系統的業(yè)務(wù)對象不同,部署及管理相互獨*,導致系統安全的相關(guān)信息不集中互不相通,安全策略難以保持一致,不僅無(wú)法直接解決前面所述的各種問(wèn)題,還會(huì )造成復雜數據干擾的情況,影響運維工作的實(shí)際效率。
從規則層面上,缺少知識庫和規則引擎等專(zhuān)家系統技術(shù)、人工智能技術(shù)的支撐,從海量原始數據提取關(guān)鍵信息進(jìn)行分析的工作還是由運維人員人工完成,專(zhuān)*管理人員在業(yè)務(wù)決策時(shí)得不到有*支持;而由于日常運維經(jīng)驗與知識不能以有*的方式積累,重復出現的事件和故障,一方面造成熟悉相關(guān)問(wèn)題的人員不斷重復處理,另一方面無(wú)法通過(guò)預判分析避免相同問(wèn)題的重復出現。
運行維護人員的操作水平關(guān)系到整個(gè)綜合自動(dòng)化系統的順利運行[3]。在積*改*管理體制和學(xué)*電網(wǎng)企業(yè)相關(guān)標準的同時(shí),還要培養出一批高素質(zhì)的專(zhuān)*人才?,F階段絕大部分設備依靠廠(chǎng)家進(jìn)行維護,缺乏可以及時(shí)發(fā)現問(wèn)題并解決問(wèn)題的專(zhuān)*隊伍,發(fā)現設備缺*到處理完成需要歷經(jīng)幾個(gè)階段,問(wèn)題得不到及時(shí)的解決。
4、安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺
4.1概述
基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺,滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境視屏場(chǎng)景等需求,實(shí)現數據一個(gè)中星,集中存儲、統一管理,方便使用,支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警報,并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
4.2應用場(chǎng)所
適用于電信、金融、交通、能源、衛生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。
4.3系統結構
系統可分為四層:即感知層、傳輸層、應用層和展示層。
感知層:包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監測裝置、攝影頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝影頭外,其它設備通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。
傳輸層:包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據,并可進(jìn)行規約轉換,數據存儲,并通過(guò)交換機把數據上傳至指*的服務(wù)器端口,網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)數據可存儲在本地,待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據,保證服務(wù)器端數據不丟失。
應用層:包含應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器,若變電所數量小于30個(gè)則應用服務(wù)器和數據庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址,以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數據。
展示層:用戶(hù)通過(guò)手機、平板、電腦等多終端的方式訪(fǎng)問(wèn)平臺信息。
4.4系統功能
4.4.1用能月報
用能月報支持用戶(hù)按總用電量、變電站名稱(chēng)、變電站編號等查詢(xún)所管理站所的用電量,查詢(xún)跨度可設置為月。
4.4.2站點(diǎn)監測
站點(diǎn)監測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時(shí)用電曲線(xiàn)、用電概況。
4.4.3變壓器狀態(tài)
變壓器狀態(tài)支持用戶(hù)查詢(xún)所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數據,支持按負荷率、功率等升、降序排名。
4.4.4運維
運維展示當前用戶(hù)管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。
4.4.5配電圖
配電圖展示被選中的變電所的配電信息,配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息,支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢(xún)。
4.4.6視屏監控
視屏監控展示了當前實(shí)時(shí)畫(huà)面(視屏直播),選中某一個(gè)變配電站,即可查看該變配電站內視屏信息。
4.4.7電力運行報表
電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路指*采集間隔運行參數和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統計。
4.4.8警報信息
對平臺所有警報信息進(jìn)行分析。
4.4.9任務(wù)管理
任務(wù)管理頁(yè)面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù),查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況,可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。
4.4.10用戶(hù)報告
用戶(hù)報告頁(yè)面主要用于對選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運行數據,對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、警報事件等進(jìn)行統計分析,并列出在該周期內巡檢時(shí)發(fā)現的各類(lèi)缺失及處理情況。
4.4.11APP監測
電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶(hù)報告"七大模塊,支持一次圖、需量、用電量、視屏、曲線(xiàn)、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件警報查詢(xún),設備檔案查詢(xún)、待辦事件處理、巡檢記錄查詢(xún)、用戶(hù)報告、文檔管理等。
應用場(chǎng)合 | 型號 | 外觀(guān)圖 | 型號、規格 |
變電所運維云平臺 | AcrelCloud-1000 | AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數據、移動(dòng)通訊等技術(shù)開(kāi)發(fā)的云端管理平臺,滿(mǎn)足用戶(hù)或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線(xiàn)運行溫度、現場(chǎng)設備或環(huán)境視屏場(chǎng)景等需求,實(shí)現數據一個(gè)中星,集中存儲、統一管理,方便使用,支持具有權限的用戶(hù)通過(guò)電腦、手機、PAD等各類(lèi)終端鏈接訪(fǎng)問(wèn)、接收警報,并完成有關(guān)設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。 | |
網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM | 4路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模塊)輸入電源:DC12V~36V。支持4G擴展模塊,485擴展模塊。 | |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊:4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊:支持4G全網(wǎng)通 | ||
中壓進(jìn)線(xiàn) | AM6-L | 三段式過(guò)流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過(guò)負荷保護、PT斷線(xiàn)告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實(shí)時(shí)及需量;電流、電壓不平衡度;負載電流柱狀圖顯示;66種警報類(lèi)型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示; | ||
中壓進(jìn)線(xiàn) | APView500 | 相電壓電流+零序電壓零序電流,電壓電流不平衡度,有功無(wú)功功率及電能、事件告警及故障錄波,諧波(電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子)、波動(dòng)/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波,波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看,PQDIF格式文件存儲,內存32G,16D0+22D1,通訊 2RS485+1RS232+1GPS,3以太網(wǎng)接口(+1維護網(wǎng)口)+1USB接口,支持U盤(pán)讀取數據,支持61850協(xié)議。 | |
中壓饋線(xiàn) | AM6-L | 三段式過(guò)流保護(帶方向、低壓閉鎖)、過(guò)負荷保護、PT斷線(xiàn)告警、逆功率保護、三相一次重合閘、低頻減載、檢同期、合環(huán)保護、斷路器失靈保護 | |
APM810 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In;四象限電能;實(shí)時(shí)及需量;電流、電壓不平衡度;負載電流柱狀圖顯示;66種警報類(lèi)型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴展記錄;2-63次諧波;2DI+2DO RS485/Modbus;LCD顯示; | ||
低壓進(jìn)線(xiàn) | AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統計,正反向無(wú)功電能統計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規格3×1。5(6)A,有功電能精度0。5S級,無(wú)功電能精度2級;工作溫度:-10℃~+55℃;相對濕度:≤95不結露 | |
低壓出線(xiàn) | AEM72 | 三相電參量U、1、P、Q、S、PF、F測量,總正反向有功電能統計,正反向無(wú)功電能統計;2-31次分次諧波及總諧波含量分析、低壓出線(xiàn)分相諧波及基波電參量(電壓、電流、功率);電流規格3x1。5(6)A,有功電能精度0。5S級,無(wú)功電能精度2級 | |
ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,有功電能計量(正、反向)、四象限無(wú)功電能、總諧波含量、分次諧波含量(2~31次);A、B、C、N四路測溫;1路剩余電流測量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD顯示;有功電能精度:0。5S級 | ||
無(wú)線(xiàn)測溫 | ATE-400 | 合金片固定,CT感應取電,啟動(dòng)電流大于5A,測溫范圍-50-125℃,測量精度±1℃;傳輸距離空曠150米 | |
ATC-600 | 兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳,ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m,ATC600-C可接收ATE系列傳感器、 AHE等傳輸的數據,1路485,2路警報出口。 | ||
環(huán)境溫濕度 | WHD | WHD溫濕度控制器產(chǎn)品主要用于中高壓開(kāi)關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等設備內部溫度和濕度調節控制。工作電源:AC/DC85~265V工作溫度:-40。0℃~99。9℃工作濕度:0RH~99RH | |
水浸傳感器 | RS-SJ-*-2 | 接觸式水浸傳感器,監測變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況,工作電源:DC10-30V工作溫度:-20℃+60℃工作濕度:0%RH~80%RH響應時(shí)間:1s繼電器輸出:常開(kāi)觸點(diǎn)。 | |
攝影機 | CS-C5C-3B1WFR | 支持720P高清圖像,*高支持分辨率可達到130萬(wàn)像素(1280*960)內置麥克風(fēng)與揚聲器具有語(yǔ)英雙向對講功能,支持螢石云互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),通過(guò)手機、PC等終端實(shí)現遠程互動(dòng)和視屏觀(guān)看。 | |
煙霧傳感器 | BRJ-307 | 光電式煙霧傳感:電源正*(DC12V):+12V 繼電器輸出:常開(kāi)觸點(diǎn) | |
門(mén)禁 | MC-58(常開(kāi)型) | 常開(kāi)型;感應距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度,干接點(diǎn)輸出。 | |
配套附件 | ARTU-K16 | 常開(kāi)型;感應距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度干接點(diǎn)輸出 | |
KDYA-DG30-24K | 輸出DC24V;24V電源 |
5、結語(yǔ)
未來(lái),隨著(zhù)通訊和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的逐步完善,變電站運維自動(dòng)化技術(shù)在提高變電站工作效率方面將有更加顯著(zhù)的效果。利用技術(shù)手段,改*變電站運維工作的效率和質(zhì)量,改變變電站運維的工作現狀,已然成為發(fā)展的必然趨勢??傊?,變電站運維自動(dòng)化技術(shù)可以提高變電站工作的效率,保證電網(wǎng)的穩定運行。
參考文獻
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