变电所能源管理系统
前言
*供配电系统是*实验楼研发、生产和办公系统运转的重要组成部分之一,
同时由于*实验楼的特殊性,因此保证供电系统的稳定是保证正常办公的最基本的保障。
为适合*实验系统的特殊用电情况,如:用电负荷的不平衡连续性、安全性高、职守人员相对较少等,采用了集中智能电力监控系统,对供配电系统的各
个线路进行实时监测,对所有电器设备实施完全在线检测,建立预警报警功能。在此次系统设计中配备采用了DL3000电力监控软件,通过其与系统前端的智能监控模块配合实现智能控制系统,这样不仅使供电可靠性从根本上得到了有力
保障、同时在不增加管理人员配置的条件下使电力管理工作更加准确、及时的
完成。
第一章系统结构设计方案
根据变配电监控系统设备的职能,设计系统方案如下:
一、监控系统组成设计
监控系统分为三个管理应用层次:数据采集层、数据处理层和监控层。
1、数据采集层
由专业的DM6000系列智能电力仪表组成,实现全电量采集、分析和统计。完成当地数据处理、数据显示、开关状态变化监测等检测功能,并通过数字化
通讯接口,将测量数据实时传递给电力监控系统。
监控系统还包括对配电室内的直流供电系统的在线监测,与直流屏供电监
测通讯模块链接,将输入、输出、充放电过程、每块电池电量等相关信息通过
标准的Modbus通讯规约传至配电室监控中心。
直流屏
配电室内的变压器的工作状态信息通过变压器厂商配套使用温度控制器的通讯接口与监控系统链接,将变压器的工作运行温度、报警和跳闸信号通过标准的Modbus通讯规约传至配电室监控中心监控系统中。
干式变压器
该监控系统所涉及的监控设备还有10kV微机保护装置、柴油发电机监测系统、UPS供电系统等等…
2、数据处理层
该项目中配备的监控设备均具有RS-485通信接口Modbus RTU通讯协议,采用平衡发送和差分接收方式实现通信,发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A、B两路输出,经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL 电平信号。由于传输线通常使用双绞带屏蔽层的通讯电缆,又是差分传输,所以有极强的抗共模干扰的能力,总线收发器灵敏度很高,可以检测到低至
200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。其通讯系统的合理化分配可以在最短的时间内,将现场智能监测设备所采集的数据传输到站控层。站控层的监控设备可以第一时间发现异常情况并发出报警请求,提示电力工程师进行检查及维修。
3、监控层
监控层是负责收集由现场监控装置等相关设备提供的各种电力参数及故障信号,并且通过数据服务系统软件的处理、分类、归纳和总结后将数据实时显示给监控层监控系统HMI。
对系统供配电实现集中、全面、实时的远程监测,将整个配电室的供电质量、事故报警、电能分配等情况及时、准确的反应到系统中的显示屏上,并通过全局考虑下发调度命令,对每个回路实行同步管理,做到掌握全局电力于指掌之间。模块化管理
监控层HMI系统的职能
1.处理实时数据:将底层监控信息转化为友好人机对话界面。
2.数据分类:系统自动生成实时数据库、历史数据库并保存。
3.判断故障告警类型:开关故障、过负荷故障、供电质量数据报警(不平衡、谐波干扰过大等)。
4.数据统计:自动统计日、月的能源消耗、变压器负荷、变压器损耗率的
分析数据报表并实时存储。
5.电费统计:针对日益增长的能源消耗,可以掌控昂贵的电费支出。
6.设备检索:将原始的电气资料存档保管方式,转换为易查易更改易保
存的历史档案资料。
7.数据转储:开放数据库,可与BA系统集成
8.…
二、设计方案
在本次设计我们引进了国内外先进的技术和高端的通讯管理设备,结合大
量的工程实践经验,进行了详尽、切实的设计。系统采用网络化的集散设计架构,配合智能化监控管理设备和专业电力监控软件,设计了技术领先的电力自
动化能源管理系统,从而达到了系统可靠性更高、功能性更先进、性价比最优
的目标。
智能配电系统的实施方案
1.监控系统数据交换管理设计
系统结构说明
通讯通道设计
依据系统结构图设计方案,将所有监控智能装置分为若干条通讯总线,每
条通讯总线上根据采集量的字节数配置不同的采集设备和采集装置。
通讯介质
因配电室内设备较集中,分布合理,通讯距离较短。故采用可靠的阻燃屏蔽双绞通讯电缆,作为通讯总线。总线敷设时,进行穿金属管线或入桥架进行保护,监控设备以总线的形式由串口服务器集中管理,最终以TCP/IP的通讯协议纳入到电力自动化能源管理系统中。
设备通讯接口要求
接口为RS485,数据格式遵循标准Modbus RTU通讯协议。
通讯速度要求
为保障监控系统实时性和可靠性,智能仪表等通讯监测设备的通讯速率均在9600bps以上。
设备组网
所有监控设备按照产品类别、职能分配独立组成通讯网络。
u高压侧:
保护装置:选用南瑞继电保护装置独立组网,实现所有保护功能。
电参量采集:选用DM6800智能仪表独立组网,实现所有电气数据采集和分析功能。
u变压器温控器:通过其标准的通讯接口将所有控制器进行总线连接。
u直流屏:设置为独立通讯总线,通过其通讯接口将直流供电信号传输至管理系统。
u UPS供电系统:设置为独立通讯总线,通过其通讯接口将直流供电信号传输至管理系统。
u柴油发电机系统:设置为独立通讯总线,通过其通讯接口将直流供电信号传输至管理系统。
u低压侧:
进线柜、联络柜:选用DM6800智能仪表实现对全部电参量的数据采集和分析。
补偿柜:选用DM6500智能仪表实现对全部电参量的数据采集和分析。
出线柜:选用DM6600智能仪表实现对全部电参量的数据采集和分析。
通讯拓扑说明
通讯拓扑分配原则:
分析、了解变配电室的地理结构,结合监控设备的职能分布以及通讯组网
的监控点数量,依据Mobdus RTU的通讯特点,将监控系统通讯总线合理分配若干总线,每条通讯总线站点控制在10到15个点位,从而保障通讯点位的轮询
速度。
2.监控系统设计实施方案(模拟示意图)
变电所能源管理系统由10KV高压系统继保装置、干式变压器、直流屏供电系、高低压智能仪表、以及UPS、太阳能发电和柴油发电机等监控系统设备组成。系统预留系统增容和数据转储功能。
方案描述:
智能变配电监控系统监控设备有:10KV微机保护装置、直流电源系统、变
压器温控装置、高低压智能仪表、以及柴油发电机、UPS等电源供电系统。监
控系统按照设备职能独立组网,互不干涉和影响。
应用变配电各个监测装置具有的通讯功能,将数据传输到串口通讯服务器
设备中,串口通信服务器系统经过数据处理将RS485通讯方式转换为网络形式(TCP/IP协议),形成可无限扩展形式的数据平台,利用工业以太网络交换机的
优越功能连接DL3000监控系统服务器。DL3000监控系统软件将采集数据整合,实施运算和实时存储。监控软件启动运行HMI软件系统功能,让监控数据一幕
了然的反映在监视器上。这样不但方便值班人员查看电气运行状态又节省了频
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