勝利油田物探院低壓配電系統(tǒng)改造

1、勝利油田物探院低壓配電系統(tǒng)改造摘    要：介紹一種基于數(shù)字式智能儀表在配電系統(tǒng)改造中的應用，現(xiàn)場層采用智能數(shù)顯儀表（SCADA）采集配電現(xiàn)場的U、I、P、COS¢、 Ep等電參量和開關(guān)信號；現(xiàn)場儀表組網(wǎng)通訊并遠傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，同時通過智能儀表的輸出控制繼電器，遠程控制斷路器的合、分閘操作，達到低壓配電系統(tǒng)的自動化綜合管理。關(guān)鍵詞：低壓智能配電系統(tǒng)  Acrel-2000 型  三遙   RS485通訊0 概述  勝利油田物探院配電室于1992年建成投產(chǎn)，已安全運行16年，配電系統(tǒng)分為高、低壓兩大部分，

2、高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進線，有6臺1250KVA有載調(diào)壓變壓器。物探院屬于重要電力負荷用戶，主要包括網(wǎng)絡二樓處理機房機群及其配套用電設(shè)備；網(wǎng)絡三樓解釋機房、局域網(wǎng)服務器及其配套用電設(shè)備、局信息中心ERP機房計算機及其配套用電設(shè)備；綜合樓處理和解釋機房用電設(shè)備；制冷機組及其配套用電設(shè)備以及全院的生產(chǎn)，生活用電。高、低壓一次設(shè)備是十四年前安裝的，原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng)，所用備件多，通訊線接點多，易出故障，操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0，應用、維護起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負荷的增加和SP2機群的擴容，變壓器容量和配電回路開關(guān)的容量和數(shù)量已不

3、能滿足當前用電負荷的需求，并且設(shè)備嚴重老化，斷路器分斷能力差；另外，供電公司正在進行油田線路升壓，原6KV進線已升為10KV，原低壓母線和變壓器出線開關(guān)容量不夠，電容補償柜也已老化，起不到無功補償?shù)淖饔?。為了保證全院科研、生產(chǎn)的正常運行，我們對低壓配電系統(tǒng)進行了一次全面的系統(tǒng)改造。由于物探院屬于一級供電用戶，供電系統(tǒng)要求絕對安全、可靠。根據(jù)場地設(shè)備實現(xiàn)遠程監(jiān)控和集中管理的要求，改造后的配電系統(tǒng)采用了Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)實現(xiàn)對高低壓設(shè)備的遙測、遙信、遙控即“三遙”功能。Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的最新發(fā)展，

4、對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。1 配電監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：間隔層主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。中間層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。站控

5、層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設(shè)備，實現(xiàn)遠程遙控功能。以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設(shè)備，最大傳輸距離為1.2km。2 監(jiān)控系統(tǒng)的

6、主要功能1)數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COS、電度Ep、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。2)人機交互系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等3

7、)故障報警及事故追憶在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。4)數(shù)據(jù)庫建立與查詢主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。5)用戶權(quán)限管理針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。6)電能成本管理自動進行日、月、年的電能統(tǒng)計，可以進行尖、峰、平、谷時段設(shè)定，實現(xiàn)具有電能分時計費功能，同時生成日、月、年報表。7)運行負荷曲線定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)

8、備的運行負荷狀況。3 案例分析勝利油田物探研究院低壓配電系統(tǒng)主要有6臺10kv/0.4kv配電變壓器，本系統(tǒng)主要負責對低壓進線及相應配出回路的實時動態(tài)監(jiān)控。進線回來采用ACR320EK多功能網(wǎng)絡電力儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡電力儀表，它能測量所有常規(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、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化

9、、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。重要配出回路采用ACR100K系列網(wǎng)絡電力儀表，該儀表主要完成三相電流、三相電壓、有功電度的測量以及開關(guān)信號的檢測和繼電器遙控輸出。一般配出回路采用Pz42-AI/KC系列網(wǎng)絡儀表，該儀表主要完成三相電流測量、開關(guān)信號檢測和繼電器遙控輸出。圖(1)為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，實時顯示遙測數(shù)值，斷路器運行狀態(tài)信息，運行事件報警，畫面快捷切換，系統(tǒng)功能菜單等主要功能。圖（1）主監(jiān)控畫面遙測：主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量，其中包括：進線三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信：實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)主要包括：開關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報

10、警；遙控：主要實現(xiàn)對智能斷路器的遠程分/合閘操作，所有操作均要通過嚴格的權(quán)限驗證，以防止運行人員誤操作。報表統(tǒng)計功能：主要完成對進線回路的事件記錄報表（見圖（2）；遠程抄表（見圖（3）以及用電統(tǒng)計報表統(tǒng)計（見圖（4），支持時間查詢及報表打印輸出。圖（2）事件記錄報表圖（3）遠程抄表報表圖（4）電能統(tǒng)計報表負荷曲線：定時采集進線回路的電流參量，同時生成趨勢曲線（見圖（5），實時了解設(shè)備負荷狀況，同時為事故追憶提供依據(jù)。圖（5）趨勢曲線4 系統(tǒng)特點通訊線接點少，畫面顯示直觀，數(shù)據(jù)刷新快，及時反應現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況，同時系統(tǒng)操作簡單，方便用戶使用。5 結(jié)束語目前該系統(tǒng)已經(jīng)成功投入運行近半年，系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定，極大的方便了用戶的使用。隨著社會的快速發(fā)展，用戶對供配電自動化和智能化的要求越來越高，實現(xiàn)配電室的無人職守已經(jīng)成為未來配電自動化發(fā)展的一個方向；ACREL-2000型低壓智能配電系統(tǒng)是解決供配電高質(zhì)量運行的良好配電系統(tǒng)之一，通過系統(tǒng)的運行，可以實現(xiàn)和保障配電系統(tǒng)的可靠、安全、穩(wěn)定運行，并在