周世明

摘要:本文介紹了一種電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計,并以實際工程為例得出了可以減少變壓器低負(fù)載運行的可能性。在運行后還可以節(jié)約運行費用,降低變電所管理人員的工作強度,提高管理的自動化程度。

關(guān)鍵詞:.電力監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)計;應(yīng)用

1電力監(jiān)控系統(tǒng)簡介

1.1電網(wǎng)智能化

現(xiàn)有電力網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的運行狀態(tài)是由設(shè)備本身的工作指令來實現(xiàn)的,而與電網(wǎng)運行狀態(tài)無關(guān),此為被動配電網(wǎng)絡(luò);當(dāng)設(shè)備的運行不僅由本身的工作指令來實現(xiàn),還要由配電網(wǎng)絡(luò)在自我診斷后,再根據(jù)電網(wǎng)能力,負(fù)荷重要性,發(fā)出設(shè)備運行指令,按負(fù)荷重要性等級順序控制運行時為主動配電網(wǎng)絡(luò)。

把一個被動配電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃优潆娋W(wǎng)絡(luò):

——要合理地進(jìn)行電力負(fù)荷分配;

——要把負(fù)荷按其重要性分為兒個等級(相對的動態(tài)的概念);

——要使電力網(wǎng)有"自診斷"能力;

——要有負(fù)荷的控制和調(diào)節(jié)功能。

(1)正常工作狀態(tài):

首先要使系統(tǒng)工作合理,負(fù)荷分配合理:

——充分地消峰填谷;

——充分利用變壓器的過負(fù)荷能力;

——充分地采用各種技術(shù)措施節(jié)能。儲能。

(2)發(fā)生電力故障狀態(tài)(如雙路電源一路停電,某臺變壓器發(fā)生故障等):

智能系統(tǒng)經(jīng)過監(jiān)測。分析,判斷,確保一級負(fù)荷,有效的控制二,三級負(fù)荷。

1.2電力監(jiān)控系統(tǒng)特點:

系統(tǒng)軟、硬件全部模塊化,硬件全部智能化。軟、硬件設(shè)計選擇工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn),可靠性非常高。

整個系統(tǒng)的ICU(智能控制終端)、RTU(遠(yuǎn)程智能通訊控制器)全部由16位微機組成,這樣的集散型監(jiān)控系統(tǒng),速度快,實時性好,同機種通訊可靠。ICU自帶CPU,采集周期短,實時性強,系統(tǒng)冗余度高,通訊幀數(shù)少,可大大減少通訊誤碼率。各系統(tǒng)都是獨立工作,互不干擾,實現(xiàn)了控制的硬件系統(tǒng)模塊化,采用總線方式可節(jié)省纜線和工程費用。各子系統(tǒng)實現(xiàn)了模塊化,進(jìn)一步提高整個系統(tǒng)的安全及可靠性。系統(tǒng)可帶電插拔,維護(hù)、檢修更加方便。

1.3本系統(tǒng)構(gòu)成

控制中心安裝的設(shè)備:操作臺內(nèi)有主控機、顯示器、打印機、鍵盤、備用電源、抗干擾電源、UPS、接線端子、報警設(shè)備等。操作臺上有電源開關(guān)、遙控開關(guān)、遙控按鈕、模擬盤電源、開、關(guān)指示燈面板等。

本樓控制主機可在樓內(nèi)值班室,總控制室在變電所內(nèi)。傳感器信號通過總線傳至本樓控制主機及總控制主機。對電量進(jìn)行遙測、遙信、遙控。

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備為ICU,電流變送器,電壓變送器等傳感器將信號送至ICU,ICU通過RTU與ZTK(智能通訊卡)相連,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。ICU通過設(shè)在配電系統(tǒng)內(nèi)的接觸器來實現(xiàn)預(yù)定程序中對電源的控制。

每套系統(tǒng)可容納1024個ICU,使系統(tǒng)有極高的可擴(kuò)展性。

1.4本系統(tǒng)設(shè)置范圍

為保證整個小區(qū)供電數(shù)據(jù)采集的一致性?？刂频撵`活性及負(fù)荷的高可調(diào)性,宜在每個單體建筑內(nèi)裝設(shè)電力監(jiān)控系統(tǒng)。

2 小區(qū)供電負(fù)荷說明

2.1 建筑概況

小區(qū)內(nèi)建筑類型分為高檔公寓、地下車庫及配套用鍋爐房、變電氣等。地上、地下總建筑面積約為14萬平方米。其中公寓面積約為11萬平方米,地下車庫面積約為3萬平方米。

2.2負(fù)荷計算

設(shè)10KV自管變電所一座,電源引自供電局110KV變電站。甲方要求每戶總用電容量為8.5KW (約合35W/m2至45W/m2),空調(diào)系統(tǒng)為戶用集中空調(diào),每戶約為3.0-5.0KW,每戶照明負(fù)荷3.5-5.5KW,按變壓器70%負(fù)荷率(經(jīng)濟(jì)運行)計算,變電所總負(fù)荷為6636KVA,初步計算小區(qū)變壓器應(yīng)報裝容量≥6,400KVA。

2.3甲方要求:提高公寓照明負(fù)荷的等級,采用雙路電源互投。在非火災(zāi)等情況下應(yīng)確保公寓照明供電的正常。

2.4經(jīng)計算,在有電力監(jiān)控系統(tǒng)作為可靠保證的前提下,充分利用變壓器的過負(fù)荷能力,可按4×1,2500KVA裝。

3 采用電力監(jiān)控系統(tǒng)的可行性

3.1 本系統(tǒng)在單體建筑的功能

a.監(jiān)視整個大樓照明、空調(diào)及動力的電流模擬量及開關(guān)量狀態(tài),并與以計錄,便于對整個小區(qū)負(fù)荷予以統(tǒng)計、分析。

b.控制層照明與層空調(diào)配電箱間的互投:

樓內(nèi)公寓的照明和空調(diào)采用1,600A封閉毋線供電,每一根封閉母線均負(fù)責(zé)樓內(nèi)一半的照明和空調(diào)。

當(dāng)一條封閉母線或進(jìn)線電源等發(fā)生故障或檢修時,為保證住戶用電的可靠性就需將一條封閉母線的照明負(fù)荷投切至另一條封閉母線。由負(fù)荷計算可看出,另一條封閉母線不可能承擔(dān)起全樓照明和空調(diào)的供電任務(wù)。此時便可由本系統(tǒng)先將樓內(nèi)空調(diào)負(fù)荷切除,然后再將照明負(fù)荷投切至正常之封閉母線,然后依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)所測算的數(shù)值,有計劃的將空調(diào)負(fù)荷重新投入。

c.當(dāng)非故障狀態(tài)電力不足時,切除部分空調(diào)負(fù)荷以保證整個大樓的用電安全,同時避免過負(fù)荷對上級變電所出線開關(guān)乃至變壓器的影響?？照{(diào)負(fù)荷投,切時,可采用循環(huán)投、切的方式,避免用戶長時間無法使用空調(diào)。以保證用戶居住的舒適性。

當(dāng)以上幾類情況中供電系統(tǒng)恢復(fù)正常時,再由電力監(jiān)控系統(tǒng)控制,將負(fù)荷恢復(fù)到正常供電方式,即保證供電可靠性及提高供電等級,也減小了物業(yè)管理部門的工作強度。

空調(diào)負(fù)荷的投,切,均由設(shè)在層照明與層空調(diào)配電箱內(nèi)的接觸器來實現(xiàn),這就保證了事故面的減小、系統(tǒng)可調(diào)性的提高及操作的靈活性。

3.2本系統(tǒng)在變電所的功能

a.根據(jù)廠家提供的技術(shù)參數(shù),變壓器本身在有強迫風(fēng)冷的情況下,輸出容量可提高40%-50%。因此在以電力監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作為可靠保證的情況下,可充分利用變壓器的過負(fù)荷能力。

當(dāng)一臺變壓器電源發(fā)生故障或檢修時,為保證住戶用電的可靠性就需將一臺變壓器的負(fù)荷投切至另一臺變壓。在充分利用變壓器的過負(fù)荷能力的前提下,電力監(jiān)控系統(tǒng)對所測得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷,如變壓器間互投將可能造成正常變壓器過負(fù)荷及更大的事故面,便切除部分非重要負(fù)荷:如非消防的風(fēng)機,水泵;如尚不能滿足要求,視情況再由樓內(nèi)電力監(jiān)控系統(tǒng)將樓內(nèi)的部分空調(diào)負(fù)荷切除。然后再將照明負(fù)荷投切至正常變壓器,并依據(jù)電力監(jiān)控系統(tǒng)所測算的數(shù)值,有計劃的將空調(diào)負(fù)荷重新投入。

變壓器的保護(hù)只有二級,即過流和速斷保護(hù),其功能為負(fù)荷達(dá)至斷路器的這兩個整定值時,斷路器切斷電源,由此會造成非預(yù)見性停電及較大事故面,給用戶帶來極大不便。當(dāng)采用本系統(tǒng)后,通過監(jiān)測元件可測算負(fù)荷趨勢,在事故發(fā)生前采用有效調(diào)控手段,予以避免。

當(dāng)供電系統(tǒng)恢復(fù)正常時,再由電力監(jiān)控系統(tǒng)控制,將負(fù)荷恢復(fù)到正常供電方式。

b.在小區(qū)建設(shè)初期,由于有可靠的調(diào)控手段作為保證,可有依據(jù)的降低變壓器報裝容量,節(jié)約大量初投資。相應(yīng)帶來變電所面積減小,設(shè)備投資減少等優(yōu)點。