Acrel-2000Z電力監控系統在某區塊頁(yè)巖氣地面集輸工程中的應用

 

關(guān)鍵詞：變電站；電力監控；智能化管理

     電力監控系統是數字化和信息化時(shí)代應運而生的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應用于電網(wǎng)用戶(hù)側樓宇、體育場(chǎng)館、科研設施、機場(chǎng)、交通、醫院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高、低壓變配電系統中。安科瑞電氣股份有限公司推出的自研Acrel-2000Z電力監控，可以對高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜、應急發(fā)電機組等的工作狀態(tài)進(jìn)行監控，通過(guò)實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、電流，功率、功率因子、電度、頻率和電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)等各項參數進(jìn)行實(shí)現監測，當參數值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預警、報警，并對相關(guān)設備進(jìn)行控制。系統通過(guò)對變電站多方位的控制和管理，滿(mǎn)足了變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站、穩定、經(jīng)濟運行提供堅實(shí)的保障。

     在該頁(yè)巖氣地面集輸工程中，通過(guò)在變電站內配置一套Acrel-2000Z電力監控系統來(lái)實(shí)現對配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

     該區塊本著(zhù)“開(kāi)花、多點(diǎn)綻放"的目標，探索解決了頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，了我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程，實(shí)現了國內頁(yè)巖氣規模效益開(kāi)發(fā)，對社會(huì )發(fā)展的能源起到了積作用。地面集輸工程作為整個(gè)項目中的重要組成部分，對推動(dòng)我國頁(yè)巖氣有序、快速、、可控的發(fā)展有很大幫助，但由于各鉆井平臺余氣壓力已無(wú)法達到自輸送條件，需增建集氣增壓站，所以該工程是為支持增壓站供電而建設，工程線(xiàn)路起于35千伏某線(xiàn)，止于某個(gè)35千伏變電站，新建鐵路全長(cháng)9.9公里，其中新建電纜長(cháng)度0.6公里，跨越1個(gè)高速公路，低壓電力線(xiàn)路15處，新建鐵塔30基，水泥電桿2基。

     其中集氣站內的電力監控系統由安科瑞提供，該系統監測范圍為1個(gè)高壓10kV配電室，配電室內有11面高壓柜和若干低壓柜，除開(kāi)關(guān)柜外配電室內還有直流屏、電容補償柜、變頻器裝置、充電饋電柜等。

      在該項目中，電力監控系統要做到多方位的控制和管理，保證變電站內所有一次設備可以正常運行，具體功能需求如下：

1. 具有實(shí)時(shí)數據采集、一次接線(xiàn)圖顯示與操作、參數設置、事件報警、曲線(xiàn)管理。 

2. 實(shí)時(shí)顯示配電室內的用電狀態(tài)等信息。 

3. 故障智能分析、負荷分析、設備檔案和電量統計信息上傳等功能。

4. 提供低壓一次系統圖界面，便于系統維護通訊狀態(tài)監視。

5. 報警及操作記錄。報表查詢(xún)及打印，用戶(hù)權限管理等。

2.1系統的實(shí)用性

     系統的前端產(chǎn)品和系統軟件均有良好的可學(xué)習性和可操作性。特別是操作性，使具備計算機初級操作水平的管理人員，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓就能掌握系統的操作要領(lǐng)，達到能完成值班任務(wù)的操作水平。

2.2系統的性

     配電網(wǎng)絡(luò )的系統配置不同于其它的行業(yè)，任何一點(diǎn)的疏忽是巨大的隱患，這要求系統中的所有設備及配件在性能可靠運轉的同時(shí)，還應符合中國或國際有關(guān)的標準，并可在非理想環(huán)境下工作，強大的實(shí)時(shí)監控功能和聯(lián)動(dòng)功能，充分保證使用者環(huán)境的性。

2.3系統的實(shí)時(shí)性

     電力系統中的電參量時(shí)刻都處在變化中，超負荷、不平衡等因素將會(huì )對配電設備造成巨大的損害，然而這些因素的產(chǎn)生并不是預期的，所以對系統的實(shí)時(shí)性要求非常關(guān)鍵，系統不僅能夠實(shí)現實(shí)時(shí)性監測，還應對一些必要的事件具有記錄存儲的功能。

2.4系統的穩定性

     由于電力監控監測系統是一項長(cháng)期不間斷運行的系統，肩負著(zhù)監測配電系統的運行狀況，并具有一定的處理事件的功能，所以系統的穩定性顯得尤為重要。要求系統要有數年以上市場(chǎng)的成功應用經(jīng)驗，擁有相應的客戶(hù)群和客戶(hù)服務(wù)體系。

2.5系統的易維護性

     系統在運行過(guò)程中的維護應盡量做到簡(jiǎn)單易行。從計算機的配置到系統的配置、前端設備的配置都充分仔細地考慮了系統可靠性，并實(shí)施了相應的認證，整個(gè)系統的分層管理保證了網(wǎng)絡(luò )中一旦出現故障，不會(huì )因為某部分設備的維護，而停止所有設備的正常運作。

     系統整體方案采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò )通訊層——現場(chǎng)設備層"的分層分布式設計思想。這種分層設計，符合當前通訊體系設計實(shí)現的標準，在每層都能相對地完成監視控制功能，即可以實(shí)現遠方的監視控制，也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能。

 

      站控管理層包括工控機、打印機等高性能設備，負責將通訊管理層上傳的數據解包，進(jìn)行集中管理和分析，執行相關(guān)操作、以及整個(gè)變配電系統的整體監控，在該項目中主要指電力監控屏柜；通訊層結合用戶(hù)要求采用交換機和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，可實(shí)現監測現場(chǎng)智能儀表、分站與主站之間的數據交互，使監控系統達到集中化、信息化、智能化，達到了無(wú)人值守的目的；現場(chǎng)設備層包括微機保護、智能操控等設備，對各類(lèi)運行參數做好測量與采集,同時(shí)將獲取的數據信息傳輸到監控系統，設備可以保持互相獨立完成各自功能。

      其中微機保護裝置的配置遵循以下原則：進(jìn)出線(xiàn)柜配置AM5-F線(xiàn)路保護裝置；PT柜配置AM5-U1 PT監測裝置；電容補償柜配置AM5-C電容器保護裝置。各型號主要實(shí)現的保護功能如下：

 

5.1人機交互界面

     系統具有多畫(huà)面切換及畫(huà)面導航的功能，主畫(huà)面可直觀(guān)顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著(zhù)色的功能，主要電參量直接顯示于人機交互接口并實(shí)時(shí)刷新。

5.2用戶(hù)管理

      本軟件可對不同級別的用戶(hù)賦予不同權限，從而保證系統在運行過(guò)程中的性和可靠性。如對某重要回路的分合閘操作，需操作員級用戶(hù)輸入操作口令外，還需工程師級用戶(hù)輸入確認口令后方可完成該操作。

 

5.3數據采集處理

      系統可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現場(chǎng)設備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、開(kāi)關(guān)位置、設備運行狀態(tài)等)，將采集到的數據直接顯示或通過(guò)統計計算生成新的直觀(guān)數據信息再顯示(總系統功率、負荷值、功率因子上下限等)，并對重要的信息量進(jìn)行數據庫存儲。

5.4曲線(xiàn)分析

       系統提供了實(shí)時(shí)曲線(xiàn)和歷史趨勢兩種曲線(xiàn)分析接口，通過(guò)調用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線(xiàn)接口分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過(guò)調用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)可分析該回路的電氣設備所引起的信號波動(dòng)情況。

5.5報表管理

       系統具有標準的電能報表格式并可根據用戶(hù)需求自定義報表，可以查詢(xún)和打印系統記錄的所有數據值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報表，查詢(xún)打印的起點(diǎn)、間隔等參數可自行設置；系統設計還可根據用戶(hù)需求量身定制滿(mǎn)足不同要求的報表輸出功能。

5.6事件記錄和故障報警

      系統對所有用戶(hù)操作、開(kāi)關(guān)變位、參量越限及其它用戶(hù)實(shí)際需求的事件均具等信有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當前值班人員事件是否確認息，對開(kāi)關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時(shí)自動(dòng)對運行設備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。 

       本文以某區塊頁(yè)巖氣地面集輸工程為例，以三層拓撲結構為核心，分析了Acrel-2000電力監控系統在應用中終實(shí)現的功能。電力監控系統方便的監控了配電系統的運行狀態(tài)，對現場(chǎng)的用電設備進(jìn)行統一管理，便于維護人員明確設備運行狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高工作效率，以較少的投資提高了供配電系統的可靠性、性和自動(dòng)化水平。

 

[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05月版

[2] 唐翰，史浩山．分布式電力監控系統中問(wèn)題的研究與實(shí)現[J]．電訊技術(shù)2004.

[3] 安科瑞用戶(hù)變電站綜合自動(dòng)化與運維解決方案.2021.11