某公司變電所運維云平臺的應用

1.項目概述

  某公司供電系統主要由外部引入兩條35KV線(xiàn)路，進(jìn)入10KV高壓配電室，轉換電壓等級后通過(guò)10KV配電柜將電力輸送至1號、2號和3號變配電室，經(jīng)過(guò)變壓器后輸出供生產(chǎn)用電的0.4KV(即380V或220V)。

  其中3號配電室建成時(shí)間較晚，已配備了配電監控系統，而1號和2號配電室是老配電室，10KV配電柜上安裝有微機保護裝置，但所有配電柜上僅安裝了不帶通訊遠傳功能的機械式電流表。沒(méi)有配置自動(dòng)化配電監控系統，無(wú)法實(shí)時(shí)監測高低壓配電回路的狀態(tài)。且因年代久遠，配電線(xiàn)路存在一定程度上的老化問(wèn)題，有可能產(chǎn)生漏電導致線(xiàn)纜溫度升高，有發(fā)生電氣火災的危險。

  安科瑞于2019年承接了以上3個(gè)配電室的電氣改造，建成一套AcrelCloud-1000電力運維云平臺，平臺通過(guò)智能電力監控裝置、通訊網(wǎng)絡(luò )和計算機軟件，實(shí)現供配電系統在運行過(guò)程中的數據采集、運行監視、事故記錄和分析、繼電保護等，完成項目的安全供電、用電管理和運行管理。

2.技術(shù)標準

本方案遵循的國家標準有：

GB/T 32893-2016 10kV及以上電力用戶(hù)變電站運行管理規范

GB/T 13462-2008電力變壓器經(jīng)濟運行

GB/T 5623-2008 產(chǎn)品電耗定額制定和管理導則

GB/T 156-2007 標準電壓

GB/T 23331-2009 能源管理體系要求

GB/T 15316-2009 節能檢測技術(shù)通則

GB/T 17166 企業(yè)能源審計技術(shù)通則

GB/T 15587-2008 工業(yè)企業(yè)能源管理導則  

DL/T 645-1997多功能電能表通信規約

DL/T 645-2007多功能電能表通信規約

CJ/T 188-2004戶(hù)用計量?jì)x表數據傳輸技術(shù)條件

GB/T 19582-2008基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )規范

3.平臺結構

 電力運維云平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，詳細拓撲結構如下：

  平臺可分為三層：即現場(chǎng)設備層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和平臺管理層。

  平臺管理層主要指高性能服務(wù)器，安裝于1#變配電室的10KV值班室內，主要用于存儲并顯示各種數據，且任何一臺可以上網(wǎng)的手機、電腦均可以瀏覽變電所運維監測云平臺的界面，可實(shí)現隨時(shí)隨地查看配電室現場(chǎng)各種電力參數，并及時(shí)獲得報警信息的推送，達到“移動(dòng)辦公”的目的。

  網(wǎng)絡(luò )通訊層包含現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)是變電所運維監測云平臺的核心設備之一，其主要任務(wù)是主動(dòng)采集現場(chǎng)設備層設備的數據，并將現場(chǎng)不同設備的通訊規約進(jìn)行轉換，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至1#配電室值班室的服務(wù)器。另外智能網(wǎng)關(guān)本身也具有數據存儲功能，在網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)至少可存儲10天的數據，待網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務(wù)器端數據不丟失。該項目采用的ANet智能網(wǎng)關(guān)是一款基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構設計的工業(yè)級軟硬件一體化設備，產(chǎn)品采用嵌入式軟硬件一體化結構，用于解決設備數據到平臺的安全傳輸和協(xié)議對接，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云平臺數據安全聯(lián)網(wǎng)提供終端和網(wǎng)絡(luò )解決方案。 網(wǎng)關(guān)硬件標配具有2路10M/100M以太網(wǎng)口、 4路RS485\可復用232，軟件支持工業(yè)協(xié)議轉換、多通道上傳、工程備份和遠程管理、數據斷線(xiàn)存儲等。滿(mǎn)足較高的系統應用配置，可以滿(mǎn)足復雜的工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境，尤其適用于設備局部集中、站點(diǎn)較離散分布的聯(lián)網(wǎng)云平臺應用項目。 

  現場(chǎng)設備層：包含變電所安裝的AEW系列無(wú)線(xiàn)計量模塊、電氣火災探測器等設備，是變電所運維云平臺的基礎組成設備，這些設備可以實(shí)時(shí)監測所在回路的電力參數，并通過(guò)RS485總線(xiàn)接入現場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)，終將數據上傳至平臺，共平臺調用。

3.1.AEW系列無(wú)線(xiàn)計量模塊

  AEW100系列無(wú)線(xiàn)計量模塊主要用于計量中低壓回路的三相各電力參數，具有RS485通訊和470MHz無(wú)線(xiàn)通訊功能，方便用戶(hù)進(jìn)行用電監測、集抄和管理?？伸`活安裝于配電柜內，實(shí)現對不同區域和不同負荷的分項電能計量，統計和分析。

AEW100尺寸圖

  AEW110系列無(wú)線(xiàn)通訊轉換器主要用于輔助RS485設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)將通訊數據在RS485信號與無(wú)線(xiàn)信號之間互轉，完成普通RS485設備的無(wú)線(xiàn)通訊。降低用戶(hù)通訊組網(wǎng)的施工成本與改造時(shí)間?？膳cRS485通訊設備靈活安裝，實(shí)現局部通訊的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)。

  AEW100主要安裝于高低壓配電柜電氣回路上，而AEW110一般與智能網(wǎng)關(guān)安裝在一起。AEW110與AEW100采用lora無(wú)線(xiàn)技術(shù)通訊，1只AEW110多可以對應10只AEW100。

3.2.ARCM200L系列電氣火災探測器

  ARCM200L系列多回路型電氣火災監控探測器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)探測器），是針對0.4kV以下的TT、TN系統設計的，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生，并實(shí)現了對多種電力參數的實(shí)時(shí)監測,為能耗管理提供準確的數據。

  ARCM200L采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。

  ARCM200L符合GB14287.2-2014《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》、GB14287.3-2014《電氣火災監控系統 第3部分：測溫式電氣火災監控探測器》的標準要求外形尺寸如下：

4平臺功能

  數據采集：通過(guò)間隔層設備實(shí)時(shí)采集現場(chǎng)各種電參數、開(kāi)關(guān)量及溫度量、電能抄表值等；

?畫(huà)面顯示：10KV回路的合、分狀態(tài)、變位信息、保護設備動(dòng)作及復歸信息、及所用變系統的信息，0.4KV回路各電力參數的實(shí)時(shí)數據，及漏電、溫度等各種告警等信息。

?數據記錄：具有電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數據的存儲功能，以供查詢(xún)、分析、打印。

報警處理：若出現跳閘、過(guò)流、漏電等狀況，需及時(shí)報警，可通過(guò)電腦、手機APP等多種方式獲取該報警提示。

?圖形分析：可以曲線(xiàn)形式展示數據庫中的電流、電壓、功率等電參量，針對用電量則可通過(guò)餅圖、柱狀圖等查看用電趨勢；

?報表統計：通過(guò)報表，可以方便分析供電系統及各回路運行參數，形成運行日報、月報，電能統計日報、月報、年報。

5.項目總結

  通過(guò)部署電力運維云平臺，某公司實(shí)現以下目標：

?實(shí)時(shí)集中監測所有變電所用電情況、統一調度巡檢，線(xiàn)上線(xiàn)下聯(lián)動(dòng)，提高運維效率、提高故障響應速度；

?實(shí)現供電系統圖、一次模擬圖、配電柜圖等在平臺中實(shí)時(shí)查看，并對供電走向、當運行參數等如實(shí)還原，便于供配電值班監控人員遠程管理；

?對變電所各進(jìn)出線(xiàn)回路、供配電設施等實(shí)時(shí)參數監測，加強供配電系統安全可靠運行；并且平臺還可對供電運行故障實(shí)現預測和實(shí)時(shí)告警；

?實(shí)現對重點(diǎn)功能建筑供電的強化保障，對重點(diǎn)區域供配電容量負荷保障、供電連續性保障、電源質(zhì)量提升等進(jìn)行提調配和防范；

?實(shí)現對電能使用的實(shí)時(shí)監測和對電能流向的有效管理，為以后供配電容量調整、提高供電效能等提供數據基礎。

  電力運維云平臺采用智能電力傳感器、無(wú)線(xiàn)通信、邊緣計算網(wǎng)關(guān)、移動(dòng)互聯(lián)及大數據分析技術(shù)，實(shí)現用戶(hù)側變配電所的24小時(shí)無(wú)人值守，監測各配電回路運行狀態(tài)，即時(shí)定位故障，降低安全風(fēng)險，為某公司的變電所運維工作貢獻一份力量！