變配電智能化系統(tǒng)解決方案

1、百度文庫(kù)變配電智能化系統(tǒng)解決方案變配電智能化系統(tǒng)是建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)中的一個(gè)重要組成 部分。建筑物自動(dòng)化是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行綜合控制管理的統(tǒng)一體。這種系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)為通信基礎(chǔ)， 以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，具有分 散監(jiān)控和集中管理的功能。它是與數(shù)據(jù)通信、圖形顯示、人機(jī)接口、 輸入輸出接口技術(shù)相結(jié)合的，用于設(shè)備運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控 制的自動(dòng)化系統(tǒng)。1、電氣系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)控制內(nèi)容有：(1)電源監(jiān)測(cè) 對(duì)高低壓電源進(jìn)出線(xiàn)的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、 頻率的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及供電量積算。(2)變壓器監(jiān)測(cè) 變壓器溫度監(jiān)測(cè)、風(fēng)冷變壓器通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況、油冷 變壓器油溫和油位監(jiān)測(cè)。(3)負(fù)荷監(jiān)測(cè) 各級(jí)負(fù)荷的電

2、壓、電流、功率的監(jiān)測(cè)，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng) 停止低優(yōu)先級(jí)的負(fù)荷。(4)線(xiàn)路狀態(tài)監(jiān)測(cè) 高壓進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)、二路進(jìn)線(xiàn)的連絡(luò)線(xiàn)的斷路器狀態(tài) 監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警。(5)用電源控制 在主要電源供電中斷時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)或燃?xì)?輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，在恢復(fù)供電時(shí)停止備用電源，并進(jìn)行倒閘操作。通過(guò) 對(duì)高低壓控制柜自動(dòng)的切換，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制；通過(guò)對(duì)交連開(kāi)關(guān) 的切換，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制；對(duì)租戶(hù)的用電量進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)計(jì)量。(6)供電恢復(fù)控制當(dāng)供電恢復(fù)時(shí)，按照設(shè)定的優(yōu)先程序，啟動(dòng)各個(gè)設(shè) 備電機(jī)，迅速恢復(fù)運(yùn)行，避免同時(shí)啟動(dòng)各個(gè)設(shè)備，而使供電系統(tǒng)跳閘。百度文庫(kù)2電氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)控制 2. 1智能建筑監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)劃分為以下幾種：(1)顯示型

3、 包括運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)及其他。顯示主接線(xiàn)圖、交直流 系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)運(yùn)行圖及運(yùn)行參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)各開(kāi)關(guān)變位和故障變位 進(jìn)行正確區(qū)分，對(duì)參數(shù)超限報(bào)警。(2)控制型 包括設(shè)備節(jié)能運(yùn)行控制、順序控制(按時(shí)間順序控制或工藝 要求的控制)。(3)記錄型包括狀態(tài)檢測(cè)與匯總表輸出、積算記錄及報(bào)表生成、對(duì)事 故、故障進(jìn)行順序記錄，可以查詢(xún)事故原因并且顯示、制表和打印， 可繪制負(fù)荷曲線(xiàn)并且顯示、打印運(yùn)行報(bào)表。(4)復(fù)合型 指同時(shí)有兩種以上監(jiān)控需要。2. 2變配電設(shè)備控制(1)高壓進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)、連絡(luò)線(xiàn)的斷路器遙控。(2)低壓進(jìn)線(xiàn)、出線(xiàn)、連絡(luò)線(xiàn)的斷路器遙控。(3)主要線(xiàn)路斷路器的遙控，如配電干線(xiàn)、消防干線(xiàn)的斷路器遙控，

4、 對(duì)水泵房、制冷機(jī)房、供熱站供電的斷路器；以及上述站房的進(jìn)線(xiàn)斷 路器遙控。(4)電動(dòng)機(jī)智能控制。/(5)電源饋線(xiàn)，設(shè)過(guò)電流及接地故障保護(hù)，三相不平衡監(jiān)測(cè)，重合閘 功能，備用電源自動(dòng)投入。(6)變壓器。設(shè)計(jì)有內(nèi)部故障和過(guò)載保護(hù)、熱過(guò)載保護(hù)。(7)分段斷路器。設(shè)置電流速斷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)。百度文庫(kù)2. 3備用發(fā)電機(jī)監(jiān)測(cè)控制 測(cè)量和控制內(nèi)容有：(1)發(fā)電機(jī)線(xiàn)路的電氣參數(shù)的測(cè)量，如電壓、電流、頻率、有功功率、 無(wú)功功率等。(2)發(fā)電機(jī)狀況監(jiān)測(cè)J如轉(zhuǎn)速、油溫、油壓；油量、進(jìn)出水溫、水壓、 排氣溫度、油箱油位等。(3)發(fā)電機(jī)和線(xiàn)路狀況的測(cè)量。(4)發(fā)電機(jī)和有關(guān)線(xiàn)路的開(kāi)關(guān)的控制。有直流電源時(shí)，對(duì)它的供電質(zhì)量

5、(電壓、電流)監(jiān)測(cè)報(bào)警。2. 4變電所的保護(hù)功能 一般10KV變電所需要的保護(hù)功能有： (1)引入線(xiàn) 電網(wǎng)電壓和頻率監(jiān)測(cè)，相間和相對(duì)地故障、三相不平衡、 自動(dòng)重合閘。(2)變壓器 內(nèi)部過(guò)載和故障、熱過(guò)載。(3)電動(dòng)機(jī) 內(nèi)部過(guò)載和故障、電網(wǎng)和負(fù)載故障、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)工況監(jiān)測(cè)。3、智能建筑變配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的組成變配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)和其他建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)一樣由控制分站和中央站組成。它的輸入信號(hào)由傳感器提供，輸出信號(hào)使各種開(kāi)關(guān)動(dòng)作或 報(bào)警，在監(jiān)控中心可以安裝動(dòng)態(tài)模擬顯示器和操作臺(tái)。它的功能有顯示和控制主開(kāi)關(guān)或斷路器的狀態(tài)， 對(duì)應(yīng)急或備用電源的控制等。可以 取代普通的控制和信號(hào)屏。變配電所一般不需要重復(fù)設(shè)置

6、信號(hào)控制 屏。圖1是一種變配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備組成。普通的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是 在變配電設(shè)備上增加一些傳感器。 如果是智能化斷路器或繼電器，它 有內(nèi)置傳感器，可以從通信接口取得信號(hào)。百度文庫(kù)3. 1傳感器（Sensor和執(zhí)彳f器（Actuator）傳感器或執(zhí)行器是將電量或 非電量轉(zhuǎn)化為控制設(shè)備可以處理的電量的裝置。電量傳感器是一種將各種電量如電壓、電流、頻率及功率因素轉(zhuǎn)換為數(shù)字量或計(jì)算機(jī)能接 受的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)（電流05A, 420mA或電壓010V）。用于建 筑物管理系統(tǒng)對(duì)于建筑物內(nèi)變配電系統(tǒng)各種電量的監(jiān)測(cè)記錄。它有電流互感器、電壓互感器及多參數(shù)電力監(jiān)測(cè)儀。 多參數(shù)電力監(jiān)測(cè)儀可以 監(jiān)測(cè)單相或三相電力參

7、數(shù)，如電壓、電流、頻率、功率因素、諧波和 電能，可提供測(cè)量計(jì)量參數(shù)監(jiān)視能量管理等功能。它還提供通信接口如RS485 420mA輸出或脈沖輸出。3. 2控制分站、電子繼電器及智能斷路器 控制分站按照是否實(shí)現(xiàn)閉 環(huán)控制功能區(qū)分為分散控制型（Distributed Control Panel,DCP那數(shù)據(jù) 采集型（Data Gathering Panel, DGP）。控制分站主要完成實(shí)時(shí)性強(qiáng)的 控制和調(diào)節(jié)功能。目前，一般系統(tǒng)采用智能型控制器。這種智能型控 制器的控制分站可以采用下列設(shè)備： 1）采用單片機(jī)或單板機(jī)的智能控制器。2）采用可編程控制器（PLC）。3）采用微機(jī)（PC）如工業(yè)控制機(jī)。/建議采用

8、微機(jī)配置適當(dāng)?shù)妮斎胼敵隹ǎ梢蕴幚砟M量或開(kāi)關(guān)量， 具有多個(gè)通信口，具體可以進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)確定。3. 3中壓開(kāi)關(guān)柜微機(jī)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng) 智能化中壓開(kāi)關(guān)柜配置了微機(jī)保 護(hù)和控制單元或電子繼電器，取代了機(jī)電式繼電保護(hù)。微機(jī)保護(hù)和控 制單元安裝在開(kāi)關(guān)柜上。它的特點(diǎn)是保護(hù)功能可靠性高，速度快，精百度文庫(kù)度高，保護(hù)穩(wěn)定性及其靈敏度優(yōu)化組合，不受電流互感器的限制，具 有自檢功能和抗環(huán)境電磁干擾能力。它還具有一些新的功能，如 故障錄波、通信、遙控、遙測(cè)、遙信等功能。它有對(duì)各種電量的計(jì)量、監(jiān)測(cè)、報(bào)警作用。為滿(mǎn)足不同的應(yīng)用要求如 進(jìn)線(xiàn)和饋線(xiàn)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、母線(xiàn)的保護(hù)，具有相應(yīng)產(chǎn)品。它提供 完善的監(jiān)控保護(hù)功能

9、，一般提供網(wǎng)絡(luò)通信接口：如 RS232, RS485可 以接入BAS系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)可以減少控制室的面積，減少控制電纜，減少維修工作量，進(jìn)一步提高供電可靠性。供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)、測(cè)量控制 信號(hào)集中于一體的多功能微機(jī)智能控制單元如圖 1所示。通信口 鍵 盤(pán)打印機(jī) 人機(jī)接口CPU輸入回路存儲(chǔ)器出口回路開(kāi)關(guān)裝置 電源圖1多功能微機(jī)智能控制單元 微機(jī)保護(hù)裝置分為輸入回路（交流接口單元）、出口回路（直流接口單 元）、CPU單元、存儲(chǔ)器、人機(jī)接口和電源。/1） CPU單元 為微機(jī)繼電保護(hù)裝置的核心，用來(lái)完成數(shù)據(jù)收集計(jì)算邏 輯判斷處理、發(fā)出跳合閘命令等功能。還可以同上層控制機(jī)通信，

10、實(shí) 現(xiàn)遠(yuǎn)方修改定值傳遞保護(hù)信息，打印故障報(bào)告等功能。由于電力系統(tǒng) 正常運(yùn)行時(shí)的參數(shù)與故障時(shí)的參數(shù)相差十分懸殊，有的甚至相差幾十 倍，所以輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍大，一般采用分布式結(jié)構(gòu)。按照單元5百度文庫(kù)設(shè)置CPU,雙機(jī)并行工作。2）存儲(chǔ)器有定值存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等。定值存儲(chǔ)器 儲(chǔ)存各種保護(hù)設(shè)定值，該芯片具有斷電內(nèi)容丟失功能，且可在線(xiàn)修改 內(nèi)容。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/RAM用來(lái)存取現(xiàn)場(chǎng)的各種輸入輸出的內(nèi)容、中間 運(yùn)算結(jié)果和判斷結(jié)果，按需要時(shí)讀出、寫(xiě)入或改寫(xiě)，、一般用22K的芯片。程序存儲(chǔ)器則用于存儲(chǔ)已編好并具有保護(hù)功能的應(yīng)用程序， 一般用可改寫(xiě)的存儲(chǔ)器EPROM。3）輸入回路（交流接口單元）。電力系統(tǒng)

11、的電流、電壓等數(shù)字，經(jīng)電壓 互感器、電流互感器轉(zhuǎn)換成100V或5A信號(hào)，由于這種信號(hào)數(shù)值大 大超過(guò)微機(jī)所能接受的電壓標(biāo)準(zhǔn)； 這些參數(shù)在故障時(shí)變化很大，微機(jī) 只能識(shí)別電壓，所以必須把經(jīng)過(guò)電壓互感器、電流互感器變換后的電 壓電流再經(jīng)交流接口電路轉(zhuǎn)換成微機(jī)可能接收的電壓值。并且在故 障情況下也不會(huì)超過(guò)這個(gè)范圍。為了限制輸入信號(hào)的最高頻率，采用 低通濾波器，采樣頻率應(yīng)等于或大于被測(cè)信號(hào)頻率。 在故障時(shí)電力系 統(tǒng)可能出現(xiàn)高次諧波，實(shí)際的采樣頻率是工頻的幾倍甚至幾十倍。 另 外，繼電保護(hù)的快速動(dòng)作要求以及程序需要充分的執(zhí)行時(shí)間，為了便于運(yùn)算，采樣頻率常用600Hz。4）出口回路（直流接口單元）它包括出口跳

12、閘繼電器及磁保持繼電器 及發(fā)光二極管組成的燈光信號(hào)等。由于采樣后的離散數(shù)字量也是瞬時(shí) 值，不能直接用來(lái)判斷系統(tǒng)狀態(tài)，必須采用某種數(shù)學(xué)方法得出表征系 統(tǒng)特性的參數(shù)，并與相應(yīng)的整定值進(jìn)行比較，從而做出保護(hù)動(dòng)作與否 的判斷。特別是電力系統(tǒng)包含非線(xiàn)性鐵磁元件，分布電容、補(bǔ)償百度文庫(kù)電容，使得短路電流中含有衰減的非周期分量和高頻分量。為了克服這些因素的影響，除了采用濾波措施外，必須采用合適的數(shù)學(xué)方法。5）人機(jī)接口，有鍵盤(pán)、通信口、打印機(jī)、顯示裝置。通信口完成智能開(kāi)關(guān)設(shè)備連接，一般用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，如 Lonworks, CANbus, Profibus 總線(xiàn)等。6）電源/常用交流穩(wěn)壓電源、DC-DC和蓄電池。

13、 3.4低壓配電系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化 低壓配電系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化可以有 兩種方式實(shí)現(xiàn)：一種方式是采用智能型斷路器；另一種方式是采用智 能型控制單元。而智能型控制單元又分為兩種，一種為電動(dòng)機(jī)控制器,. 另一種為饋電控制器。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度綜合考慮目前多數(shù)工程對(duì)大容 量斷路器的框架式斷路器采用智能型斷路器，而對(duì)其他回路采 用智能型控制單元。1）智能型斷路器 智能低壓斷路器帶有微處理器的控制器，它的保護(hù) 作用具有長(zhǎng)延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)、接地、欠電壓保護(hù)等。 此外，還可以對(duì)負(fù)荷監(jiān)測(cè)和控制、遠(yuǎn)方顯示、測(cè)量電壓、電流、有功 功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、諧波和電能等。測(cè)定故障電流、故障顯 示、接地故障時(shí)選擇性

14、閉鎖、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、自檢。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信接口 RS232、RS485、RS422可以接人BAS系統(tǒng)。它可與上位進(jìn)行數(shù)據(jù)交 換，可接受上位機(jī)的指令，可與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可由上位機(jī)對(duì) 斷路器進(jìn)行遙控操作，對(duì)斷路器的整定值進(jìn)行修改。它具有內(nèi)置的電 流互感器。2）智能電動(dòng)機(jī)控制器 智能電動(dòng)機(jī)控制器可以提供對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和百度文庫(kù)監(jiān)控功能。智能電動(dòng)機(jī)控制器可以提供的保護(hù)功能有過(guò)載、缺相、欠 載、空載、堵轉(zhuǎn)、漏電、相電流不平衡、轉(zhuǎn)速、溫升等。智能電動(dòng)機(jī) 控制器可以應(yīng)用于電機(jī)直接起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、直接起動(dòng)附加控制單元、 星/三角起動(dòng)、自耦變壓器起動(dòng)、軟起動(dòng)等運(yùn)行方式。它的顯示功能、 通信功能與智能型斷路器一樣。止

15、匕外，還具有存儲(chǔ)功能，能存儲(chǔ)近期 的運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警信息及各種參數(shù)值，它還有通信功能。3）智能型饋電控制器 智能型饋電控制器基本和智能電動(dòng)機(jī)控制器一 樣，它的保護(hù)功能較簡(jiǎn)單，如設(shè)置了接地、過(guò)電流等保護(hù)功能。智能型電動(dòng)機(jī)控制器、智能型饋電控制器可以裝在低壓配電屏的抽屜鼠 上，對(duì)那些僅需由控制室監(jiān)視其位置的斷路器， 可以裝置多回路監(jiān)控 單元，對(duì)多臺(tái)斷路器進(jìn)行監(jiān)視。電子繼電器、智能斷路器及智能電動(dòng) 機(jī)控制器相當(dāng)于控制分站和傳感器，變電所管理分站是一臺(tái)微機(jī)。3. 5發(fā)電機(jī)組微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以提供發(fā)電機(jī)的電氣參數(shù)及熱工參數(shù)，可以將發(fā)電機(jī)組微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與變電所管理分站聯(lián)網(wǎng)。 變電所管理

16、分站可 以對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行起動(dòng)、停止運(yùn)行等控制，如圖 2所示。4配電系統(tǒng)控制軟件功能/軟件一般和設(shè)備配套，采用專(zhuān)用軟件，如配電系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理軟 件，也可以采用通用監(jiān)控軟件，又稱(chēng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集軟件 （SCADA）。 對(duì)軟件的要求是：具有良好的人機(jī)界面，能夠滿(mǎn)足用戶(hù) 中央站網(wǎng)絡(luò)通信線(xiàn)百度文庫(kù)變電所管理分站通信線(xiàn)總線(xiàn)通信線(xiàn)控制分站數(shù)模通通通通通通/字?jǐn)M信信信信信'、信信線(xiàn)線(xiàn)，線(xiàn)線(xiàn)線(xiàn)號(hào)號(hào)/線(xiàn)線(xiàn)電子 智能 多參數(shù) 智能電動(dòng) 微機(jī)保傳感器 繼電器 開(kāi)關(guān)測(cè)量?jī)x 機(jī)控制器 護(hù)裝置圖2變配電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備組成多種要求，它提供的基本功能有：(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。(2)遙信遙控，對(duì)電量越限，事故報(bào)警。診斷功能，在線(xiàn)幫助。(4)各種電量的遙測(cè)和圖表顯示 如系統(tǒng)能量分配圖、系統(tǒng)單線(xiàn)圖。報(bào)表生成功能 如日?qǐng)?bào)表、24h電壓、電流報(bào)表、開(kāi)關(guān)動(dòng)作報(bào)表、電量平衡報(bào)表。(6)與BA系統(tǒng)交換信息。/系統(tǒng)所配軟件除了一般的數(shù)據(jù)處理功能外，應(yīng)有下列功能(裝設(shè)有備用電源的場(chǎng)合)：/(1)停電處理 市電斷電時(shí)，自動(dòng)按照發(fā)電機(jī)容量將負(fù)荷投入/切斷，