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摘要：由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能電網(wǎng)已成為電網(wǎng)發(fā)展的主導(dǎo)趨勢。在整個(gè)電力控制系統(tǒng)中，智能變電站發(fā)揮著重要的作用，如何使得智能變電站利用自身優(yōu)勢發(fā)揮出更大的價(jià)值是一個(gè)值得探討的問題。本文通過對監(jiān)控系統(tǒng)的闡述，在其基礎(chǔ)上對變電站智能化的發(fā)展進(jìn)行了進(jìn)一步探討。
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；智能變電站；應(yīng)用
隨著技術(shù)的發(fā)展，許多的國家正在實(shí)施智能電站管理的電力能源監(jiān)控系統(tǒng)。升級傳統(tǒng)變電站已成為許多公用事業(yè)重要的選擇，而更新后的設(shè)備也達(dá)到了智能變電站的管理水平。此外，電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集可以為企業(yè)提供數(shù)據(jù)管理資料，并自動(dòng)控制用戶在監(jiān)控系統(tǒng)中的電力負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)智能化管理水平。
監(jiān)測系統(tǒng)主要用于監(jiān)測每個(gè)變電站的運(yùn)行狀態(tài)：在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，確定設(shè)備狀況，檢測隱患和危害，為遠(yuǎn)程維護(hù)人員的管理提供參考。監(jiān)控系統(tǒng)主要可以存檔變電站運(yùn)行的相關(guān)工作站數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)分析促進(jìn)管理的內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)技術(shù)，現(xiàn)代通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，基于計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程通信的監(jiān)控系統(tǒng)在20世紀(jì)90年代經(jīng)歷了重大變革，系統(tǒng)功能不斷完善。這主要包括網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控，電力監(jiān)控，非電氣監(jiān)控，事故召回，事故管理記錄和遠(yuǎn)程集成，是開發(fā)無人值守變電站的基礎(chǔ)。事故發(fā)生后，還要及時(shí)識(shí)別系統(tǒng)的隱患和危險(xiǎn)，降低事故發(fā)生概率，確保變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。例如，監(jiān)控系統(tǒng)可以隨時(shí)檢測不必要的功率損耗，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并在適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析功能上節(jié)省大量資金。
3.1在智能變電站中，電力監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集
為了更好地發(fā)揮電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用，有必要在設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的過程中不斷提高其遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸能力。這種情況可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)，主監(jiān)控室可以通過漢化的監(jiān)控屏幕實(shí)現(xiàn)，對事故監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的功能，以及必須實(shí)現(xiàn)許多功能，如打印，電力能源統(tǒng)計(jì)和系統(tǒng)的自我測試。當(dāng)獲取數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)備切換狀態(tài)的開關(guān)檢測，設(shè)備保證報(bào)警信號的傳輸，設(shè)備質(zhì)量信號的顯示和檢測制作當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)模擬尺寸的信號。電力能源監(jiān)測系統(tǒng)包括有用電力能源的獲取和電力能源收集中電力能量損失的檢測。電力能量監(jiān)測系統(tǒng)使用系統(tǒng)軟件來計(jì)算電力能量脈沖的量。電力能量脈沖的測量可以允許智能儀表的合理調(diào)整。電力脈沖計(jì)量有利于變電站系統(tǒng)的整體管理，大大提高了智能變電站的管理水平，有效地減少了常規(guī)人力物力，減少了人類由此引起的意外災(zāi)害。
3.2智能告警
在電力控制系統(tǒng)的原始變電站中，經(jīng)常在收到事件消息時(shí)發(fā)生，并且根據(jù)事件消息的安全級別發(fā)出警告。但是如果在此期間變電站出現(xiàn)了設(shè)備事故，那么事件的數(shù)量就會(huì)不斷發(fā)生，最后使得工作人員無法了解到具體事件發(fā)生的實(shí)時(shí)情況，出現(xiàn)了很大的危害，使得事故風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致事故管理效率穩(wěn)步下降。然而，智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)是不同的：由于報(bào)警功能是智能的，可以根據(jù)主機(jī)的間隔數(shù)據(jù)和參數(shù)檢索信息，并按時(shí)間順序分類，然后與要保護(hù)的事件類型發(fā)生的順序相結(jié)合，此外測量和控制信息被細(xì)分以便最好地檢查人員?；诖祟惒僮?，員工可以通過簡單的操作直觀地記錄當(dāng)前的開發(fā)情況，并獲得更多的處理時(shí)間，以便更好地進(jìn)行事故管理。
3.3程序化操作
如果設(shè)備性能穩(wěn)定且可靠并且可以滿足程序的操作條件，則可以根據(jù)上面指定的操作任務(wù)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)主要或輔助設(shè)備。(1)編程操作的分類：一是操作中的間隔，即操作的輸入輸出信息，僅指間隔測控裝置或保護(hù)監(jiān)控，二是輸入輸出間隔的操作，輸出信息包含來自多個(gè)設(shè)備的信息。編程操作就是間隔操作。第三種是組合操作，其包括組合多個(gè)操作間隔或擴(kuò)展操作以形成全新的編程操作。第四種是二次操作，通常用于保護(hù)或用于測量和控制設(shè)備，如批量移除柔性壓力板，附加開關(guān)遙控器等。(2)智能操作票：一體化五防速集成模塊，主要基于實(shí)時(shí)庫和圖形環(huán)境的監(jiān)控，外加智能創(chuàng)建和管理操作票，以及對于變電站的設(shè)備的遠(yuǎn)程或本地操作，滿足變電站實(shí)施五個(gè)防鎖功能。對于主單元，遙控器可以用五防模塊執(zhí)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換邏輯阻塞功能，而對于本地操作，必須將交易票據(jù)信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)密鑰，并且必須使用計(jì)算機(jī)密鑰的相應(yīng)功能來完成操作。
3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)的使用價(jià)值
在用戶電力功率管理中，可以分析和總結(jié)用戶電力資源和功率負(fù)載，這對于用戶來說是非常重要的，以便減少用戶的功率損耗裝置。由于數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，可以最佳地組合設(shè)備的操作。最大限度地減少浪費(fèi)，提高設(shè)備效率，避免浪費(fèi)資源，減少資金投入。對于嚴(yán)重事故的預(yù)警，可以事先評估事故的發(fā)生，系統(tǒng)提前發(fā)出警告，然后提前進(jìn)行干預(yù)。即使處理未及時(shí)完成且網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不正常，也可以及時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)以最大限度地減少損失。
4.1概述
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
4.2應(yīng)用場所
辦公建筑（商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等）
商業(yè)建筑（商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等）
交通運(yùn)輸建筑（機(jī)場、車站、碼頭建筑等）
廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
4.4設(shè)備選型
應(yīng)用場合 | 型號 | 保護(hù)功能 |
35kV/10kV/6KV進(jìn)線柜電能質(zhì)里在線監(jiān)測 | APView500 | 電網(wǎng)頻率，電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù)，電壓偏差，頻率偏差，三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數(shù)、相位等，諧波（2~50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等，諧波群，間諧波電壓波動(dòng)、閃變?？奢斎?7.7V/100V或220V/380V。 |
35kV/10kV/6KV微機(jī)保護(hù)裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機(jī)保護(hù) |
35kV/10kV/6kV弧光保護(hù) | ARB5-M | 主控單元，可接20路弧光信號或4個(gè)擴(kuò)展單元，配置弧光保護(hù)(8組)、失靈保護(hù)(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個(gè)跳閘出口 |
ARB5-E | 擴(kuò)展單元，多可以插接6塊擴(kuò)展插件，每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號 | |
ARB5-S | 弧光探頭，可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜?；」馓筋^的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域 | |
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點(diǎn)測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，標(biāo)配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無線測溫，人體感應(yīng)自動(dòng)照明，語音提示，電參數(shù)測量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口，IRIG-B對時(shí) |
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量 | APM830 | 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，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD顯示 |
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器 | WHD面板式 | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 |
WHD20R | 支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 | 8路溫度巡檢，預(yù)埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出 |
0.4KV低壓進(jìn)出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E | 無線則溫采集可接入60個(gè)無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊 |
ATE400 | 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動(dòng)電流大于5A，無線傳輸距離空曠150米 | |
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表 | AEM72 | 三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限電能,2~31次諧波測量，最大需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示 |
AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，正反向無功電能統(tǒng)計(jì)；2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5（6)有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 | |
04KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器，發(fā)射頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換) |
ATC600 | 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AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485,2路報(bào)警出口。 | |
網(wǎng)關(guān) | Anet-2E8S1 | 8個(gè)RS485串口2kV隔離，2個(gè)以太網(wǎng)接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
電力監(jiān)控系統(tǒng) | Acrel-2000/Z | 數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、權(quán)限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報(bào)表。 |
一般來說，智能變電站應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)可以有效提高智能變電站的能源管理水平，降低電氣設(shè)備的運(yùn)行成本，達(dá)到一個(gè)目的促進(jìn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦又悄?，高效，?jié)能的變電站管理，促進(jìn)電力能源部門的能夠穩(wěn)定并且健康地發(fā)展。
