上述所有变电所共计47台微机保护装置AM4,160台电力仪表AMC96L,1010台电力仪表AMC72L,24个ANET网关,1套电力监控系统;24台电气火灾主机Acrel-6000B3,116个电气火灾监视器ARCM。
3 系统需求
为实时监视整个配电室的运行以及数据采集,该项目配置一套AcrelEMS-HIW高速公路综合能效系统,主要实现对新晋高速公路各个变电所的用电监控与管理。监控范围为变电所的微机保护装置、电能表、变压器温控仪、EPS、UPS、无功补偿、发电机控制屏、邮箱液位仪、风机软启动器和电气火灾监控等。本系统由用户管理层、网络通信层、现场设备层三部分组成,现场设置的电能表采用屏蔽双绞线连接至各分区数据采集器,各分区数据采集器将数据分类处理后,通过网线连接至局域网交换机上传至电力监控系统主机,实现电力监控功能。整个系统的架构如下:
图4 系统架构图
AcrelEMS-HIW高速公路综合能效系统可实现的功能如下:
1)电力综合看板:可查看整个平台的一个概况,包括变电站数量、变电站分布位置;变压器数量、总装机容量,统计出的整个系统当前的总功率和当日的总用电,也可监测网关、仪表的运行状态;展示了接入的光伏站点的信息,包括发电功率和当日发电量;还有运维任务的情况,代办、在办、办毕的个数,统计出任务完成率;报警情况统计,统计出报警程度的分布情况,新的报警滚动显示,平台当月每天的报警数量统计
图4 电力综合看板界面
2)全路段监控:沿途数十几个配电房绘制在一张K线图里面,点击每个站跳转相关配电图画面显示,使整条高速公路的配电系统一图掌握。
图5 K线图界面
3)实时监测:以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态,可以实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参数信息,动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态。
图6 九圣营收费站配电监测界面
图7 王莽岭隧道配电监测界面
4)电参量查询:在配电一次图中,可以直接查看该回路详细电参量,包括三相电流、三相电压、总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能等。
5)运行报表: 查询各回路或设备指定时间的运行参数,报表中显示电参量信息应包括:各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等,报表格式有日报表、月报表、年报表等。
图8 运行报表界面
6)实时告警:能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位,保护动作、事故跳闸等事件发出告警。
7)历史事件查询:能够对遥信变位,保护动作、事故跳闸,以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和报警信息进行历史追溯,查询统计、事故分析。
8)故障录波: 能够在系统发生故障时,自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况,通过对这些电气量的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高电力系统运行水平有着重要作用。
9)事故追忆:能够自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息,包括开关位置、 保护动作状态、遥测量等,形成事故分析的数据基础。
10)曲线查询:能够查询实时曲线和历史曲线,包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等所有遥测量。
11)用户权限管理:设置了用户权限管理功能,通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控的操作,数据库修改等)。系统可以定义不同操作权限的权限组(如管理员组、工程师组、操作员组等),在每个权限组里分配不同用户,为系统运行、维护、管理提供可靠的保障。
12)电气火灾监测:针对低压用电环节各回路中的剩余电流、温度和故障电弧等进行实施监测;侧重为低压用电环节的安全性,当剩余电流越限时报警输出,以提醒维护人员进行安全检查,防止因漏电引起的火灾发生,实现对高速公路电气预警。
图9 电气火灾监测界面图
13)遥控功能:根据电力规程要求,可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。
14)通信管理:可以对整个配电系统范围内的设备通信情况进行管理、控制、数据的实时监测。
5 现场安装图片
本项目微机保护就地分散安装在各个高压开关柜上,保护装置、电气火灾监测装置以及电能表现场安装如下图所示。
图9 微机保护、仪表、电气火灾装置在新晋高速公路配电工程现场安装图片
6 结语
AcrelEMS-HIM高速公路综合能效管理系统为高速公路能源管理提供监测及控制,主要包括电力监控、电气消防、能耗分析、电能质量监测和治理、环境监控等功能。其中电力监控系统及电气火灾监控系统主要设置于各隧道、收费站、服务区等场区的供配电系统,便于运营维护人员对高速公路沿线供配电设施的运营状况实时检测,能够及时发现电气故障,并能够对场区用电数据进行报表及统计。有效降低工作人员劳动强度、提高工作效率、避免人为事故发生、有序保证高速公路可靠运行。
参考文献
[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6月版
[2] 安科瑞35KV以及下变电所智能配电系统设计与产品二次原理图集.2020.10月版
[3] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.5月版