安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

摘要:隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步、城市的發(fā)展，智能設備已經(jīng)與人們生活息息相關(guān)，本文就智能化在配電室的實(shí)施應用進(jìn)行分析也為以后推廣實(shí)施奠定基礎。

關(guān)鍵詞:結構分析;智能優(yōu)化

       智能化配電室系統由智能供配電系統、視頻、音頻監測控制系統和停送電自動(dòng)控制系統構成。

①智能化的配電柜是在配電柜上使用有通信功能的綜合保護裝置和檢測儀表;

②視頻、音頻監測控制系統:視頻、音頻監測控制系統對智能化配電室進(jìn)行在線(xiàn)監測，監控電氣設備運行的數據;

③停送電自動(dòng)控制系統:無(wú)人操作的停送電自動(dòng)控制系統是以計算機或其他終端設備為基礎的、自動(dòng)完成停送電控制與監測的系統。無(wú)人看守智能化配電室，指的平時(shí)沒(méi)有電氣操作人員的智能化配電室。配電室的運行狀態(tài)通過(guò)各類(lèi)傳感器收集信號并經(jīng)過(guò)中間轉換設備處理匯集后，上傳至集控室上位機，供集控室值班人員隨時(shí)觀(guān)察或操作一些設備(專(zhuān)職電工遠程操作電氣設備)。

       無(wú)人值守智能化高低壓配電系統由3個(gè)部分組成，分別為現場(chǎng)設備、通信網(wǎng)絡(luò )及相關(guān)設備、集中監控平臺?，F場(chǎng)設備包含直流屏、高壓開(kāi)關(guān)柜微電腦綜保裝置、變壓器溫度控制裝置、電容柜及低壓開(kāi)關(guān)抽屜柜綜合保護裝置，主要向通信網(wǎng)絡(luò )提供監測參數。通信網(wǎng)絡(luò )及設備包含交換機、網(wǎng)絡(luò )通信控制器及通信光纜和其他附件。集中監控制平臺是智能化配電室的控制室，主要包含視頻、音頻系統、工業(yè)控制計算機、網(wǎng)絡(luò )通信服務(wù)器和其他輔助設備。

1．1現場(chǎng)設備

       抽屜柜式結構是現場(chǎng)高低壓供配電柜采用的主要結構，每個(gè)抽屜柜都是相對獨立的，各個(gè)電氣儀表和綜合保護裝置互不影響，綜合保護裝置都留有通信接口，可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )與信號處理設備進(jìn)行通信，確保實(shí)時(shí)監測高低壓設備的數據并能保護、控制高低壓設備。

1．2通信網(wǎng)絡(luò )及相關(guān)設備

       每個(gè)配電室配備一臺信息處理設備。配電室內所有綜合保護裝置與信息處理設備進(jìn)行通信，對高低壓設備實(shí)時(shí)運行數據進(jìn)行采集、傳送和接收，對高低壓設備進(jìn)行遠程控制、對綜合保護裝置的參數進(jìn)行設置，實(shí)現配電室遠程控制。

1．3集中監控平臺

       集中監視、控制層主要由視頻監控部分和人機操作界面構成。人機操作界面采用專(zhuān)用組態(tài)監測控制軟件，實(shí)時(shí)、準確地監測、控制和記錄高低壓電氣設備的運行狀態(tài)，同時(shí)對負載進(jìn)行控制、對風(fēng)險報警統計，還可以對所有的高低壓系統電氣設備進(jìn)行遙控和遙信功能。視頻監視的功能是對配電室當前環(huán)境進(jìn)行視頻、音頻監控，在保證高低壓設備安全運行的同時(shí)，對高低壓電氣設備進(jìn)行“遙視"。

       優(yōu)化各類(lèi)生產(chǎn)工藝、降低運行成本是每個(gè)地面生產(chǎn)系統設備發(fā)展的必經(jīng)之路。智能化配電室的使用，是地面生產(chǎn)系統實(shí)現減員增效、管理創(chuàng )新的重要措施。而作為自動(dòng)化、智能化地面生產(chǎn)系統的一部分，智能化的配電室具有以下3個(gè)作用:

①實(shí)現高低壓電氣設備的遠程停送電，保證安全生產(chǎn);

②配電室電氣設備提前維保、在線(xiàn)監控，提高電氣設備的可靠性、提高工作效率;

③實(shí)現配電室的遙信、遙控，打造遠程控制監控的配電室，并且*地監控配電室。

       智能化配電室系統由3部分構成，分別是智能供配電系統、視頻、音頻監測控制系統和停送電自動(dòng)控制系統。

3．1智能供配電系統

       地面生產(chǎn)系統主要有6kV高壓用電設備及380V及以下低壓用電設備，因此地面生產(chǎn)系統配電室由6kV和380V配電柜構成。高壓配電柜主要由真空斷路器柜、PT柜、真空接觸器柜構成。地面生產(chǎn)系統配電室真空斷路器柜、PT柜、真空接觸器柜采用戶(hù)內小車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)設備，并配有微電腦綜合保護裝置和對應的監測傳感設施。微電腦綜合保護裝置預留有ＲS－485通信接口和以太網(wǎng)通信接口，通過(guò)以太網(wǎng)通信接口，遠程查看報警、故障和其他相關(guān)記錄，記錄配電設備運行信息，可以實(shí)現對配電設備運行遙信、遙控功能，但缺少對高壓柜內環(huán)境的監測。對于6kV的高壓柜，長(cháng)時(shí)間運行時(shí)真空斷路器或真空接觸器主觸頭和母排連接部位會(huì )因老化導致接觸電阻變大而發(fā)熱。6kV高壓開(kāi)關(guān)柜運行時(shí)是封閉的，運行時(shí)沒(méi)法打開(kāi)檢查，觸頭位置又不便于檢查，很難監測主觸頭發(fā)熱位置的溫度，因此很容易導致事故的發(fā)生。因此，需要對真空斷路器或真空接觸器進(jìn)、出的6個(gè)主觸頭位置進(jìn)行在線(xiàn)溫度監測，并且設置報警溫度來(lái)保證高壓系統的安全運行。

       作為地面生產(chǎn)系統配電系統的末端單元的低壓配電柜，影響著(zhù)地面生產(chǎn)系統設備的正常運行。目前地面生產(chǎn)系統低壓配電系統中，低壓電氣設備回路只有PLC控制器的輸入端反饋狀態(tài)正常信號和有故障信號等開(kāi)關(guān)量信號。出現故障時(shí)，電氣設備主回路依據PLC輸入信號終止主回路運行，這些故障由電工根據工作經(jīng)驗和綜合保護裝置的報警或提示來(lái)預測故障原因，然后逐個(gè)排除故障。

低壓配電柜目前還存在以下問(wèn)題:

①地面生產(chǎn)系統使用的低壓開(kāi)關(guān)柜的綜保反饋的故障信號非常單一，想通過(guò)反饋信號排除故障難度大，用時(shí)長(cháng)，影響設備正常運行;

②由于電氣故障的隱蔽性和故障點(diǎn)不容易被發(fā)現，平時(shí)需要投入大量的人力來(lái)檢查保養低壓電氣柜;

③缺少對隱蔽故障的檢查和判斷，如果主回路發(fā)生故障，有可能會(huì )對電氣設備造成無(wú)法恢復的破壞，造成一定的經(jīng)濟損失，甚至會(huì )對安全生產(chǎn)造成影響;

④由于沒(méi)有準確反饋故障點(diǎn)，所以排除故障要靠維修電工根據工作經(jīng)驗來(lái)排除故障，用時(shí)過(guò)長(cháng)，影響生產(chǎn)。智能化供配電系統的基本組成部分是智能化的配電柜。

       目前使用的配電柜和智能化的配電柜相比，智能化的配電柜在配電柜上使用了有通信功能的綜合保護裝置和檢測儀表;對高、低壓斷路器實(shí)行遠程停送電操作;電動(dòng)機電源柜的綜合保護裝置增加其他的故障保存和記錄功能、監測和報警提示功能，并將所有的數據傳送到通信網(wǎng)絡(luò )記錄和保存。智能化的配電柜具有完整的監測控制系統，能為供配電系統提供有效管理和風(fēng)險報警;智能化的配電柜的報警功能，可以提前發(fā)現隱蔽的隱患;智能配電柜還有精度高、量程寬、高性能、高度集成化的特點(diǎn)。智能化的配電柜還對斷路器的操作次數、接觸器動(dòng)作次數、主觸頭溫度、電氣設備的運行時(shí)間進(jìn)行監測，對報警和故障進(jìn)行分析維護，還能對電氣主回路的運行狀態(tài)進(jìn)行監測，還能在線(xiàn)監控低壓抽屜柜的工作環(huán)境。由于智能化的配電柜上的監測儀器、儀表接入通信網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了采集、修改電氣設備參數，實(shí)現了現場(chǎng)無(wú)人操作、集中管理，遠程操作。

3．2視頻、音頻監測控制系統

       視頻、音頻監測控制系統對智能化配電室進(jìn)行在線(xiàn)監測監控電氣設備運行的數據;視頻、音頻監測控制系統則是對配電室環(huán)境監控的補充。要想對配電室環(huán)境進(jìn)行在線(xiàn)監測監控就要在配電室增加攝像頭或加裝可移動(dòng)的攝像頭，實(shí)現配電柜和監視畫(huà)面聯(lián)動(dòng)。當出現報警或故障時(shí)第一時(shí)間鎖定、監視、查看有問(wèn)題的配電柜，進(jìn)行在線(xiàn)監視，保證設備和人員的安全，真正實(shí)現智能化配電室的“遙視"。

3．3無(wú)人操作的停送電自動(dòng)控制系統

       無(wú)人操作的停送電自動(dòng)控制系統是以計算機或其他終端設備為基礎的現場(chǎng)無(wú)人操作、完成停送電作業(yè)的控制與監測的系統，主要組成部分是操作軟件、計算機、視頻監控和通信設施;無(wú)人操作的停送電自動(dòng)控制系統通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )遠程控制智能停送電機器人對高、低壓開(kāi)關(guān)設備進(jìn)行停電、送電操作，*替代傳統的專(zhuān)職電工進(jìn)行停送電操作工作，消除了停送電作業(yè)的安全隱患，保證了停送電作業(yè)人員的人身安全，該系統可以根據生產(chǎn)現場(chǎng)的需求實(shí)現對高低壓配電柜進(jìn)行準確無(wú)誤的停送電操作和監視。

4.1簡(jiǎn)介

       安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實(shí)際情況，結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控系統，實(shí)現了智能開(kāi)關(guān)柜運行監控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線(xiàn)測溫監測、電纜測溫監測、環(huán)境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風(fēng)、門(mén)禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調控制等功能。實(shí)現動(dòng)力環(huán)境各數據的檢測與設備控制，實(shí)現動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長(cháng)設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠程管理。

4.2系統功能

4.2.1通信管理

       安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個(gè)配電室范圍內的通信設備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數據的實(shí)時(shí)監測。

4.2.2實(shí)時(shí)監測

       安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.2.3數據查詢(xún)

       在人機界面中，可以直接查看配電室個(gè)設備的運行數據。

4.2.4曲線(xiàn)查詢(xún)

       在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看遙測參量曲線(xiàn)，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線(xiàn)。

4.2.5運行報表

       查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢(xún)報表等。

4.2.6實(shí)時(shí)告警

       安科瑞智能配電室綜合監控系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：

4.2.7歷史事件查詢(xún)

       安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。

4.2.8用戶(hù)權限管理

       為保障系統穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

4.2.9網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

       安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構?？稍诰€(xiàn)診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.2.10遙控操作

       安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。

4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監控系統推薦配置選型

       通過(guò)對供配電系統的電氣元件增設通信功能，完善供配電設備數據監控，實(shí)現配電室的智能化、信息化;通過(guò)無(wú)人操作的停送電管理系統集控操作人員與現場(chǎng)配電室內配電柜進(jìn)行通信，實(shí)現現場(chǎng)無(wú)人操作的遠程停送電作業(yè)，真正實(shí)現無(wú)人則安的停送電模式。

 

[1] 衛薇．智能化配電生產(chǎn)管理系統的應用研究［J］．貴州電力技術(shù)，2015，18(06)

[2]賽喜雅拉圖．地面生產(chǎn)系統智能化配電室

[3] 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版

 

韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監控系統的研發(fā)與應用。