基于ru的自动化负荷管理终端的设计与应用

基于ru的自动化负荷管理终端的设计与应用

随着电气自动化的发展和能源技术的提高，“四距离”技术在中压和低压压电系统中得到了广泛应用。全省、厦门省航局先后发布了《关于安装福建省能源有限公司负荷管理终端的指导意见》、《厦门电业局负荷管理终端设计技术标准》等。100kv以上的新安装和损坏客户需要安装和增加容量超过100kv的能源装置。负荷管理终端由四个距离表示，以执行无线通信服务。通过加设“四遥”功能,可以提高电气系统运行管理的效率,减少电能消耗成本,提高系统运行连续性和可靠性,缩短停电时间,减少停电损失,避免故障发生,减少管理维护成本,监视电能质量,发现潜在故障。随着电子技术的不断进步,产品稳定性、智能性的提高,实现所有变电所无人值班,将成为现实。所谓“四遥”,是遥测、遥信、遥控、遥调技术的总称。遥测是指利用电子技术远方测量显示电气设备状态,如电流、电压、功率、功率因数等模拟量。遥控是指远方控制断路器的分合闸,保护动作信号复归等。遥信是指远方监视电气开关,电气设备的工作状态和运行情况等,实时采集一次和二次设备的动作信号,各回路故障信号等。遥调是根据系统电压高低适时自动或远方人工调整主变压器的分接头。现有的自动化变电所按照自动化装置的不同可分两种,一种是在原有常规继电保护的基础上加装RTU(remoteterminalunit)模块,通过RTU采集处理数据,和供电局的系统管理主机进行远程通讯,实现“四遥”功能,比如施耐德公司的TALUS-200模块,ABB公司的PMC916模块等,这种模式中,继电保护和四遥监控分别由不同模块来实现。以前我所设计的自动化变电所及其旧所改造,均采用此方式,如厦门的新家苑,置信花园等。另外一种是采用综合自动化装置,保护和监控等二次设备集中在一个模块内,各模块和所内通讯管理机通信,管理机对所有信息进行筛选和处理后,发往调度端。现在几乎所有新建无人值班变电所都采用这种综合自动化系统,比如施耐德的Sepam综合继保装置。现在就厦门同安的大溪地工程变配电所,讲述如何采用施耐德Sepam实现四遥功能,及其根据工程情况实施改进措施。该装置有如下特征:1.即插即用模块,易于安装连接和升级;2.设置和定值整定方便简单,除通过人机界面设置外,还可通过软件完成其设置;3.模块化的人机界面支持中文操作;4.集保护、网络诊断、开关设备诊断、遥测、遥控、遥信、通讯功能于一体;5.支持多种通讯接口,如标准两线RS485、标准四线制RS485及光纤网络通讯;6.支持Modbus协议。该装置的主要功能为:1.电力系统运行监视;2.远程控制;3.电能质量管理:谐波分析、波形捕捉扰动和波动检测等;4.报警和事件管理;5.历史数据管理等。大溪地项目位于厦门同安区主城区,建筑面积17万m2,设置三个变电所和一个开闭所,其中一个变电所和开闭所合建,根据附近开关站的布局情况和供电局的要求,高压采用双回路互为备用,单母线分段方式,以放射式向各变电所供电,每个变电所各自引入不同母线段的10kV电源,内设两台1000kVA干式变压器,总体供配电系统图如图1所示。遥控功能:进线断路器的合分闸,出线断路器的合分闸,联络断路器的合分闸。调度室的值班员通过电脑键盘发信号给Sepam,Sepam控制断路器的合分闸线圈的失电和得电,对高压断路器进行分合闸的操作,二次接线如图2。从图2看到,变电所实现无人值班,同时也要方便检修和事故现场的紧急处理,就必须有远控和就地控制两种方式的切换操作,因此在回路中具备”远控”和”就地”转换功能的QK切换开关。在正常情况下,无人值班变电所转换开关置于”远控”位置,由监控中心值班员进行远控,设备检修时,需要将设备置于”就地”位置,并按着调度命令进行红绿灯附带的合分闸按钮就地操作断路器。设备检修结束后,应将转换开关置于”远控”位置。遥测功能:测量各出线和进线回路的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等。其中进出线和母联回路采用Sepam-S20来实现速断,过流,接地保护功能。变压器回路采用Sepam-T20实现速断、过流、接地、超温跳闸和高温报警等继电保护功能,Sepam只能采集回路电流和电压数据,而想要准确测量回路各种参数,实现远程遥测功能,均应配置电力参数测量仪PM810,实现全面的测量功能。PM810有如下功能:测量三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电度、谐波畸变、最大、最小值等。通过PM810,供电局可以完全掌握远方变电所的运行参数。远程通讯采用2线制RS485接口,ModbusRTU协议,和Sepam完全相同。二次回路接线图如图3。遥信功能:过去的变电所信号系统安装于专用的信号屏上,开关运行状态由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成。事故信号有事故跳闸和事故预告两套声光报警装置,通过光字牌和警铃,提示值班人员尽快进行检查和处理。采用Sepam实现遥信功能后,取消了值班室和信号屏,断路器合分闸信号,手车位置信号,接地开关信号,事故总信号,各种保护动作信号等,通过RS485接口,通讯电缆,远传至调度室。二次接线如图4。遥调功能:本所的变压器分接头视母线电压高低手动调节,因小区负荷变化不大,调节分接头的需要极少,所以本所暂未设置调度室遥调功能。网络通讯:施耐德电力监控系统采用分布,分散式网络组织结构,支持现场总线、以太网通讯、光纤通讯及无线通讯的多种通讯方式,具有良好的网络诊断功能,能在线诊断监控系统网络通讯状态,发生网络故障时,能自动在屏幕上显示故障单元和故障部位。远程通讯模块选用ACE949-2。由于每个变配电所由不同的设计单位的不同设计人员完成,设计人员在考虑系统设计和设备选型时,往往只着眼于本变电所,而忽视了与整个调度自动化系统接口问题,造成一个通讯网络连接各种不同厂家产品,比如ABB、施耐德、南自、南瑞、北京四方、许继等相继开发的综合继保新产品,这些产品尽管原理相同,但科技含量、功能数量、硬件质量有很大区别,不同厂家产品之间存在着通讯接口、通讯协议、技术兼容的问题。为了保证信号的稳定顺利传输,本设计增设了通信管理器。通信管理机可以把各种传输协议的信号,调制到供电局总网的传输协议,各种信号通过管理机的处理和筛选,通过以太网传输到供电局调度室的控制主机。本工程信号传输接线图如图5。该监控系统具有良好的开放性,能方便的与其他自动化系统通讯,如楼宇监控系统,消防系统等,实现自动化系统间的数据共享。比如可以在物业管理室设置施耐德监控主机,该机安装电力专用监控软