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淺談高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造和電力監(jiān)控管理

發(fā)布時(shí)間: 2024-09-02  點(diǎn)擊次數(shù): 67次

安科瑞 陳聰

摘要:社會(huì)的快速發(fā)展,推動(dòng)了國家整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng),促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,為了滿足社會(huì)不斷發(fā)展的需要,我國的交通運(yùn)輸事業(yè)在不斷發(fā)展,高速公路作為交通運(yùn)輸事業(yè)的重要組成,其建設(shè)質(zhì)量直接影響著道路交通運(yùn)輸?shù)陌踩砸约翱煽啃?。高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造工作就是為了提升高速公路的運(yùn)行水平,切實(shí)發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢,推動(dòng)我國道路交通事業(yè)更好更快的發(fā)展,在做好供配電系統(tǒng)改造的基礎(chǔ)上,做好電力監(jiān)控管理工作。本文以某高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造以及電力監(jiān)控管理為例,展開了一系列的探究,首先分析了某高速公路原有的低壓供配電系統(tǒng)以及電力監(jiān)控管理的現(xiàn)狀,然后分析了高速公路低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造的思路,分析了高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造施工方案,分析了低壓供配電系統(tǒng)改造后的集中監(jiān)控管理模式。對于提升我國交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量,推動(dòng)社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:高速公路;低壓供配電;系統(tǒng)改造;電力監(jiān)控;管理水平

  1. 引言

高速公路低壓供配電系統(tǒng)是高速公路機(jī)電系統(tǒng)建設(shè)的重要組成。低壓供配電管理系統(tǒng)需要運(yùn)行可靠,穩(wěn)定,效率高,切實(shí)保障供電的可靠性,保障供電不間斷。高速公路的低壓供配電系統(tǒng)為其他系統(tǒng)提供的電能質(zhì)量的高低直接影響整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及設(shè)備的使用壽命。本研究以某高速公路的低壓供配電系統(tǒng)的改造展開了探究,原有的低壓供配電系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高速公路發(fā)展的需要,所以必須結(jié)合實(shí)際進(jìn)行系統(tǒng)改造,促進(jìn)電力監(jiān)控管理工作效率的提升。

  1. 某高速公路原有低壓供配電系統(tǒng)以及管理現(xiàn)狀

本文研究的高速公路全線設(shè)有收費(fèi)站個(gè)數(shù)為13個(gè),服務(wù)區(qū)4個(gè),低壓配電站17個(gè),柴油發(fā)電機(jī)組17臺(tái)。由于受到技術(shù)因素的影響,配電站的供電主開關(guān),備用的發(fā)電機(jī)組都是以手動(dòng)操作進(jìn)行。整條線路的低壓供配電系統(tǒng)都是由各自的收費(fèi)站以及服務(wù)區(qū)進(jìn)行管理,每個(gè)收費(fèi)站,服務(wù)區(qū)都配有專門的電工,為了保障配電站運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性必須進(jìn)行24小時(shí)不間斷值班,并且每個(gè)站點(diǎn)都是相互獨(dú)立的,站點(diǎn)職責(zé)獨(dú)立。

  1. 高速公路低壓供配電系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)思路

通過分析該高速公路的實(shí)際,需要結(jié)合公司的管理需求以及設(shè)備的使用現(xiàn)狀,借助自動(dòng)控制以及智能化的技術(shù)策略,對于所有的站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)以及備用的柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行智能化的改造,將原有的需要用手動(dòng)操作的主開關(guān),轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行更換,還需要增設(shè)智能測量控制裝置,增加計(jì)算機(jī)以及集中監(jiān)控軟件,每個(gè)站點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守,借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所有站點(diǎn)集中監(jiān)控和集中管理。

3.1改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無人值守功能

首先改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具備無人值守功能。每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)都能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守的功能,在新增的計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控中心,借助監(jiān)控軟件,能夠?qū)τ诿恳粋€(gè)站點(diǎn)的電力運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行集中的監(jiān)控。還能夠監(jiān)測設(shè)備的具體的運(yùn)行狀態(tài),站點(diǎn)低壓配電系統(tǒng)所處的環(huán)境,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對于每個(gè)站點(diǎn)的用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.2改造后的低壓供配電系統(tǒng)需要具有集中監(jiān)控的功能

改造后的低壓供配電系統(tǒng)具有集中監(jiān)控的功能,借助電力監(jiān)控主機(jī)采集各個(gè)站點(diǎn)低壓供配電系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)監(jiān)控設(shè)備電力參數(shù)信息數(shù)據(jù),通過圖形將各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)的設(shè)備的具體的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)的顯示出來,同時(shí)對于數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)的分析處理,制定相關(guān)的控制方案,向各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的監(jiān)控設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)信息以及信號(hào)命令,保障各個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部的低壓供配電系統(tǒng)都能夠在安全,可靠的狀態(tài)下運(yùn)行。每一個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)都是由兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成,電機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)以及視頻環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)。低壓和發(fā)電機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)的設(shè)備有通信設(shè)備,多回路監(jiān)控單元,工業(yè)以及太網(wǎng)交換機(jī)等設(shè)備組成,能夠?qū)l(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

  1. 高速公路低壓供配電系統(tǒng)改造施工方案

4.1對每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的進(jìn)線主開關(guān)進(jìn)行改造

將原有的開關(guān)失壓脫口裝置去除,增設(shè)自動(dòng)合閘觸點(diǎn)裝置,實(shí)現(xiàn)主開關(guān)本地遠(yuǎn)程分合閘,整體供電回路能夠?qū)﹄妷?,電流,功率因?shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2對每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的分路開關(guān)進(jìn)行改造

改造低壓供配電系統(tǒng)的分路開關(guān),增設(shè)電壓,電流,功率檢測裝置,改造完成后在各個(gè)分路上能夠?qū)崿F(xiàn)電壓,電流,功率的監(jiān)控。

4.3對每個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造

對于各個(gè)站點(diǎn)的低壓供配電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造,改造完成后的機(jī)房近排風(fēng)系統(tǒng)能夠滿足自動(dòng)化無人值守機(jī)房的要求,需要增設(shè)開關(guān)量探頭,將供油回路進(jìn)行改造,增加智能化的控制系統(tǒng),設(shè)置帶有報(bào)警接口的智能化的充電機(jī)。改造工作完成后能夠?qū)崿F(xiàn)供電的自動(dòng)化,并且對于機(jī)組實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,同時(shí)還配備了在緊急狀況下獨(dú)立鑰匙啟動(dòng),停機(jī)功能,借助計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對于柴油發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控和監(jiān)測,手動(dòng)條件下所有的工作都能夠借助自動(dòng)化操作完成。

  1. 低壓供配電系統(tǒng)改造后的集中監(jiān)控管理模式探究

結(jié)合高速公路低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際,進(jìn)行系統(tǒng)的改造,實(shí)現(xiàn)了智能化改造,將原有的分散管理變得更加集中。在改造工作完成之前,,每一個(gè)站點(diǎn)都配有專門的值班電工,并且為了保障運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性,這些電工都是24小時(shí)值班的,每一個(gè)站點(diǎn)的專職電工人員需要保障站點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定,做好設(shè)備的檢修和維護(hù)工作,并且各個(gè)站點(diǎn)之間的工作狀態(tài)都是相互獨(dú)立的,站點(diǎn)和站點(diǎn)之間的工作并沒有交集,每一個(gè)站點(diǎn)都僅僅對于本站點(diǎn)內(nèi)的工作負(fù)責(zé)任。

5.1改造完成前分散管理存在很多弊端

系統(tǒng)改造工作完成之前,是采用分散式管理的模式進(jìn)行管理的,有很多弊端,電工必須24小時(shí)進(jìn)行值班,并且配備的電工數(shù)量比較多,由于電力生產(chǎn),電力維修人員都是特種工種,所以配備這些人力資源需要比較高的成本維持。各種零配件的種類和數(shù)量比較多,每一個(gè)站點(diǎn)單獨(dú)管理,為了保障站點(diǎn)設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài),需要配備好備用的零配件。

5.2改造完成后集中監(jiān)控管理的優(yōu)勢

系統(tǒng)改造工作完成之后,具有很多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)極大的方面電力監(jiān)控管理,實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控,節(jié)省了現(xiàn)場值班電工的數(shù)量,原來需要人工值班24小時(shí)保障運(yùn)行的穩(wěn)定性以及可靠性,而系統(tǒng)改造完成之后僅僅需要監(jiān)控中心一個(gè)點(diǎn)就能夠完*取代24小時(shí)值班的工作模式,其他站點(diǎn)不必額外管理;系統(tǒng)改造完成之后將現(xiàn)場值班電工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,現(xiàn)場值班電工在改造完成之前需要定時(shí)查看設(shè)備的狀態(tài),并且結(jié)合實(shí)際情況做好登記,而集中監(jiān)控管理后將現(xiàn)場查看的頻率大大降低了;同時(shí)系統(tǒng)改造工作完成之后,各種零配件的儲(chǔ)備量減少了,結(jié)合具體的設(shè)備狀況,在全線的幾個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部設(shè)置備件系統(tǒng),不需要在每一個(gè)站點(diǎn)都設(shè)置備用件,所以管理模式變得非常集中有效。

六 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹與選型

6.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù),集保護(hù)、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實(shí)現(xiàn)對變電站方位的控制和管理,滿足變電站無人或少人值守的需求,為變電站穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

6.2應(yīng)用場所

辦公建筑(商務(wù)辦公、國家機(jī)關(guān)辦公建筑等)

商業(yè)建筑(商場、金融機(jī)構(gòu)建筑等)

旅游建筑(賓館飯店、娛樂場所等)

科教文衛(wèi)建筑(文化、教育、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、體育建筑)

通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數(shù)據(jù)中心等)

交通運(yùn)輸建筑(機(jī)場、車站、碼頭建筑等)

廠礦企業(yè)建筑(石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等)

新能源建筑(光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等)

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設(shè)計(jì),可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場設(shè)備層,組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

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6.4設(shè)備選型

應(yīng)用場合

型號(hào)

保護(hù)功能

35kV/10kV/6KV進(jìn)線柜電能質(zhì)里在線監(jiān)測

APView500

電網(wǎng)頻率,電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù),電壓偏差,頻率偏差,三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度;三相電壓、電流各序分量;基波電壓、電流,功率、功率因數(shù)、相位等,諧波(2~50次)。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等,諧波群,間諧波電壓波動(dòng)、閃變??奢斎?7.7V/100V或220V/380V。

35kV/10kV/6KV微機(jī)保護(hù)裝置

AM6-*
AM5SE-*

適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯(lián)/備自投等中高壓柜微機(jī)保護(hù)

35kV/10kV/6kV弧光保護(hù)

ARB5-M

主控單元,可接20路弧光信號(hào)或4個(gè)擴(kuò)展單元,配置弧光保護(hù)(8組)、失靈保護(hù)(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個(gè)跳閘出口

ARB5-E

擴(kuò)展單元,多可以插接6塊擴(kuò)展插件,每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號(hào)

ARB5-S

弧光探頭,可安裝于中壓開關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室,也可于低壓柜?;」馓筋^的檢測范圍為180°,半徑0.5m的扇形區(qū)域

35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點(diǎn)測溫

ASD500

一次回路模擬圖彩屏顯示及開關(guān)狀態(tài)指示,高壓帶電顯示及核相,標(biāo)配一路溫濕度控制,加熱回路故障告警,分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無線測溫,人體感應(yīng)自動(dòng)照明,語音提示,電參數(shù)測量,4-20mA變送輸出,RS485通訊接口、以太網(wǎng)通訊接口、USB接口,IRIG-B對時(shí)

35KV/10kV/6kv間隔電參量測量

APM830

三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ),零序電流In,四象限電能,實(shí)時(shí)及需量,本月和上月值,電流、電壓不平衡度,66種報(bào)警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄,支持SD卡擴(kuò)展記錄,2-63次諧波,2D1+2D0,RS485/Modbus,LCD顯示

35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器

WHD面板式

支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。

WHD20R

支持測量并顯示2路溫度,2路濕度。

變壓器繞組溫度檢測

ARTM-8

8路溫度巡檢,預(yù)埋PT100,RS485接口,2路繼電器輸出

0.4KV低壓進(jìn)出線柜接頭測溫

ARTM-Pn-E

無線則溫采集可接入60個(gè)無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊

ATE400

合金片固定,CT感應(yīng)取電,啟動(dòng)電流大于5A,無線傳輸距離空曠150米

0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表

AEM72

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos),四象限電能,2~31次諧波測量,需量,RS485/Modbus,LCD顯示

RS485/Modbus,LCD顯示

AEM96

三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里,總正反向有功電能統(tǒng)計(jì),正反向無功電能統(tǒng)計(jì);2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5(6)有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級

0.4KV低壓柜內(nèi)環(huán)境溫濕度

AHE100

無線溫濕度傳感器,發(fā)射頻率:5min,傳輸距離:200m,電池壽命≥:3年(可更換)

ATC600

兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù),1路485,2路報(bào)警出口。

網(wǎng)關(guān)

Anet-2E8S1

8個(gè)RS485串口2kV隔離,2個(gè)以太網(wǎng)接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入,支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求,支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳,裝置電源:220V AC/DC。

電力監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-2000/Z

數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、權(quán)限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報(bào)表。

七 結(jié)束語

綜上所述,結(jié)合某高速公路低壓供配電系統(tǒng)實(shí)際,詳細(xì)的介紹,低壓供配電系統(tǒng)的升級改造,改造工作完成之后,相比較改造工作完成之前,實(shí)現(xiàn)了有效的集中管理,大大解放了人工,同時(shí)將管理效率大大提升了,降低了實(shí)際的管理運(yùn)行成本。充分利用了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)帶來的優(yōu)勢,促進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行,促進(jìn)了高速公路建設(shè)的順利行,推動(dòng)了我國交通運(yùn)輸事業(yè)的長足穩(wěn)定發(fā)展,為社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。

參考文獻(xiàn)
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