柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程電力管理系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

徐霜

0 概述 

      柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程，位于新疆葉城縣柯克亞鄉(xiāng)。

本項目35KV變電所，10kV配電室有變壓器T1、T2、監(jiān)測其供配電系統(tǒng)在運行過程中的實時電參量等數(shù)據(jù)。

柯克亞凝析氣田西河甫組

1 需求分析

    解決方案：

   1)10kV/35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)；

   2)配網(wǎng)開關(guān)站智能監(jiān)控后臺系統(tǒng)；

   3)用電需求側(cè)協(xié)調(diào)控制平臺。

      為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電箱內(nèi)進(jìn)線及出線回路進(jìn)行電壓(U)、電流(I)、功率(P)等參數(shù)進(jìn)行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進(jìn)行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。

     本技術(shù)條件適用于柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不限于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

      安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至值班室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電力管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    1）站控管理層

     站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程工程中主要指配電室的監(jiān)控主機(jī)。

    2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

      通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。通訊管理機(jī)主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。

      本項目采用安科瑞自研通訊管理機(jī)ANet-2E8S1，提供2路10/100M以太網(wǎng)接口，8路光耦隔離RS485 和1路RS232(調(diào)試口)，大可支持256臺計量設(shè)備。

通訊管理機(jī)
ANet智能通信管理機(jī)提供豐富的規(guī)約庫支持，實現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。

     3）現(xiàn)場設(shè)備層

      現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由微機(jī)保護(hù)和智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

3  系統(tǒng)功能

      實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色■代表合閘，綠色■代表分閘。

      在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到35/10kV和10/0.4kV每路進(jìn)線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線如下圖所：

10/0.4kV一次系統(tǒng)圖

趨勢曲線

     遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。       

      事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

      參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程配電箱進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

                    電參數(shù)報表

      用電量報表功能，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

       系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4  結(jié)束語

      在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的電力管理系統(tǒng)在柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與通訊管理機(jī)、計算機(jī)等組成電力管理系統(tǒng)。

     系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。

5  安科瑞系統(tǒng)

變電所運維云平臺

安全用電管理云平臺

環(huán)保用電監(jiān)管云平臺

預(yù)付費管理（系統(tǒng)）云平臺

智能變配電監(jiān)控系統(tǒng)

電能質(zhì)量治理系統(tǒng)

建筑能耗管理系統(tǒng)

工業(yè)能源管控平臺

漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

消防電源監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控

應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

充電樁收費管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)

IT配電絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)：

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設(shè)計》，姚強(qiáng)，科技天地