AcrelEMS-HIM高速公路綜合能效系統(tǒng)在高速公路項(xiàng)目的應(yīng)用

采用高性能的嵌入式 CPU，具有高速運(yùn)算、通信及數(shù)據(jù)處理能力。

具有 2 個(gè) 10/100M 網(wǎng)口、8 個(gè)高速串行口（包括 RS232、 RS485）

具有多種通信規(guī)約，包括 MQTT規(guī)約、IEC103104 協(xié)議、IEC 61850協(xié)議、MODBUS協(xié)議等。

2）AM4保護(hù)裝置

高壓系統(tǒng)設(shè)置微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置，對(duì) 10kV 進(jìn)出線、母線分段、變壓器組等回路進(jìn)行繼電保護(hù)和運(yùn)行測(cè)控。電力監(jiān)控系統(tǒng)與微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置進(jìn)行通信實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各進(jìn)線、出線的運(yùn)行狀態(tài)。

10kV 進(jìn)線出線：設(shè)置微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)就地、遠(yuǎn)動(dòng)的保護(hù)、測(cè)控功能。

10kV 母線分段：設(shè)置帶 BZT 功能的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)就地、遠(yuǎn)動(dòng)的保護(hù)、測(cè)控功能。

變壓器：設(shè)置微機(jī)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置，可實(shí)現(xiàn)就地、遠(yuǎn)動(dòng)的保護(hù)、測(cè)控功能，電力監(jiān)控通過干變內(nèi)部預(yù)先埋設(shè)的溫度傳感器和相應(yīng)的智能溫控儀對(duì)干變的溫度信號(hào)、超溫報(bào)警、變壓器風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)等變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

高壓 PT：設(shè)置微機(jī)綜合 PT 測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn) PT 的電壓監(jiān)測(cè)等功能。

至少具有8路模擬量通道，至少12路交直流兩用、110V/220V自適應(yīng)的開關(guān)量輸入。至少5路開關(guān)量輸出；所有接口資源均支持圖形化可編程、任意配置。至少具有1個(gè)RS485通信接口。

補(bǔ)償/濾波控制器

電容補(bǔ)償：無功補(bǔ)償+濾波柜控制器接入智能通信管理機(jī)，通過電力監(jiān)控主機(jī)顯示其運(yùn)行狀態(tài)，各種參數(shù)在當(dāng)?shù)仫@示。

4）AMC多功能數(shù)字式電表

進(jìn)線回路：0.4KV 配電柜進(jìn)線單元和發(fā)電機(jī)進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜等，對(duì)相應(yīng)回路均配置一臺(tái)智能多功能電力監(jiān)控儀表，監(jiān)測(cè)其有功 P、無功 Q、三相電壓 U、三相電流 I、功率因數(shù) COSΦ；監(jiān)視開關(guān)位置信號(hào)、回路分合閘狀態(tài)、故障脫扣信號(hào)等；并對(duì)進(jìn)線開關(guān)（低壓斷路器含電操等自動(dòng)機(jī)構(gòu)）進(jìn)行遠(yuǎn)程分合閘控制。

出線回路：對(duì) 0.4KV 低壓開關(guān)柜的每一回出線回路，均配置一臺(tái)智能三相電力監(jiān)控儀表，監(jiān)測(cè)該回路的電壓、電流、有功、無功、電度并在當(dāng)?shù)仫@示，隨時(shí)了解供電回路的負(fù)荷情況；并監(jiān)視開關(guān)位置信號(hào)、回路分合閘狀態(tài)等。

電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠探測(cè)電氣線路中的剩余電流、異常溫升、故障電弧、過流和過壓等電氣故障異常狀態(tài)，當(dāng)超過限定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示并記錄其故障狀態(tài)。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備與圖形顯示裝置接入功能，實(shí)時(shí)傳送監(jiān)控信息，顯示監(jiān)控?cái)?shù)值和報(bào)警部位。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備方便的區(qū)域化管理，集中管理，操作及維護(hù)。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)不應(yīng)斷開主回路而影響供電的連續(xù)性。

2.3產(chǎn)品上圖方案

本工程10kV/0.4kV配電工程共有92個(gè)變電所，以大憑隧道變電所為例，上圖方案如下：

圖1大屏隧道10kV上圖方案

圖2大屏隧道0.4kV上圖方案

2.4產(chǎn)品明細(xì)

整個(gè)高速公路項(xiàng)目共有92個(gè)變電所，其中大新至憑祥段38個(gè)變電所，天等至大新段54個(gè)變電所，變電所所設(shè)產(chǎn)品類型及數(shù)量如下：

3 系統(tǒng)需求

為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)新晉高速公路各個(gè)變電所的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的微機(jī)保護(hù)裝置、電能表、變壓器溫控儀、EPS、UPS、無功補(bǔ)償、發(fā)電機(jī)控制屏、智能照明和電氣火災(zāi)監(jiān)控等。本系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三部分組成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置的電能表采用屏蔽雙絞線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，通過網(wǎng)線連接至局域網(wǎng)交換機(jī)上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控功能。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

AcrelEMS-HIW高速公路綜合能效系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

電力綜合看板：可查看整個(gè)平臺(tái)的一個(gè)概況，包括變電站數(shù)量、變電站分布位置；變壓器數(shù)量、總裝機(jī)容量，統(tǒng)計(jì)出的整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)前的總功率和當(dāng)日的總用電，也可監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)、儀表的運(yùn)行狀態(tài)；展示了接入的光伏站點(diǎn)的信息，包括發(fā)電功率和當(dāng)日發(fā)電量；還有運(yùn)維任務(wù)的情況，代辦、在辦、辦畢的個(gè)數(shù)，統(tǒng)計(jì)出任務(wù)完成率；報(bào)警情況統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)出報(bào)警程度的分布情況，新報(bào)警滾動(dòng)顯示，平臺(tái)當(dāng)月每天的報(bào)警數(shù)量統(tǒng)計(jì)。

全路段監(jiān)控：沿途數(shù)十幾個(gè)配電房繪制在一張K線圖里面，點(diǎn)擊每個(gè)站跳轉(zhuǎn)相關(guān)配電圖畫面顯示，使整條高速公路的配電系統(tǒng)一圖掌握。

圖4 K線圖界面

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖5 逐桐隧道10kV配電監(jiān)測(cè)界面

圖6 逐桐隧道.0.4kV配電監(jiān)測(cè)界面

電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

運(yùn)行報(bào)表： 查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等，報(bào)表格式有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

圖7 運(yùn)行報(bào)表界面

6）實(shí)時(shí)告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

7）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

10）事故追憶：能夠自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

11）曲線查詢：能夠查詢實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等所有遙測(cè)量。

12）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組、操作員組等），在每個(gè)權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

13）電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)：針對(duì)低壓用電環(huán)節(jié)各回路中的剩余電流、溫度和故障電弧等進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)；為低壓用電環(huán)節(jié)的安全性，當(dāng)剩余電流越限時(shí)報(bào)警輸出，以提醒維護(hù)人員進(jìn)行安全檢查，防止因漏電引起的火災(zāi)發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路電氣安全預(yù)警。

圖8 電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)界面圖

14）智能照明控制：可按季節(jié)對(duì)相應(yīng)回路設(shè)定定時(shí)合閘定時(shí)分閘操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

圖9 智能照明控制界面圖

15）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

16）通信管理：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

本項(xiàng)目微機(jī)保護(hù)就地分散安裝在各個(gè)高壓開關(guān)柜上，保護(hù)裝置、電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)裝置以及電能表現(xiàn)場(chǎng)安裝如下圖所示。

圖10 微機(jī)保護(hù)、儀表、電氣火災(zāi)裝置在大憑高速公路配電工程現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

6 結(jié)語

AcrelEMS-HIM高速公路綜合能效管理系統(tǒng)對(duì)高速公路沿線隧道、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站和箱變等變電所的配電設(shè)備、發(fā)電機(jī)、變壓器 、UPS、EPS 、照明、通風(fēng)及排水等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分布式監(jiān)控和集中管理 , 確保高速公路安全暢通, 提高自動(dòng)化管理水平, 降低機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本。運(yùn)營維護(hù)人員能通過系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣安全隱患及電氣故障，并能夠?qū)?chǎng)區(qū)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表及統(tǒng)計(jì)。有效降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率、避免人為事故發(fā)生、有序保證高速公路可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[3] 安科瑞用戶變電站綜合自動(dòng)化與運(yùn)維解決方案.2020.5月版

審核編輯 黃宇