柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程電力管理系統(tǒng)的研究及應用

徐霜

0 概述 

      柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程，位于新疆葉城縣柯克亞鄉(xiāng)。

本項目35KV變電所，10kV配電室有變壓器T1、T2、監(jiān)測其供配電系統(tǒng)在運行過程中的實時電參量等數(shù)據(jù)。

柯克亞凝析氣田西河甫組

1 需求分析

    解決方案：

   1)10kV/35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)；

   2)配網(wǎng)開關站智能監(jiān)控后臺系統(tǒng)；

   3)用電需求側協(xié)調(diào)控制平臺。

      為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電箱內(nèi)進線及出線回路進行電壓(U)、電流(I)、功率(P)等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。

     本技術條件適用于柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程配電室。供方產(chǎn)品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術條件，但不限于此，其技術性能應滿足對配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

      安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至值班室的監(jiān)控主機，保障了電力管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。

系統(tǒng)拓撲圖

    1）站控管理層

     站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程工程中主要指配電室的監(jiān)控主機。

    2）網(wǎng)絡通訊層

      通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。通訊管理機主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。

      本項目采用安科瑞自研通訊管理機ANet-2E8S1，提供2路10/100M以太網(wǎng)接口，8路光耦隔離RS485 和1路RS232(調(diào)試口)，大可支持256臺計量設備。

通訊管理機
ANet智能通信管理機提供豐富的規(guī)約庫支持，實現(xiàn)不同二次設備供應商的智能設備互聯(lián)。

     3）現(xiàn)場設備層

      現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由微機保護和智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

3  系統(tǒng)功能

      實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色■代表合閘，綠色■代表分閘。

      在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到35/10kV和10/0.4kV每路進線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線如下圖所：

10/0.4kV一次系統(tǒng)圖

趨勢曲線

     遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。       

      事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

      參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程配電箱進出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

                    電參數(shù)報表

      用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

       系統(tǒng)通訊結構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構，系統(tǒng)采用分層分布式結構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結構示意圖

4  結束語

      在當今配電設施的應用中，項目的配電安全性至關重要，本文介紹的電力管理系統(tǒng)在柯克亞凝析氣田西河甫組綜合調(diào)整地面工程的應用，可以實現(xiàn)對變電所配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與通訊管理機、計算機等組成電力管理系統(tǒng)。

     系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。

5  安科瑞系統(tǒng)

變電所運維云平臺

安全用電管理云平臺

環(huán)保用電監(jiān)管云平臺

預付費管理（系統(tǒng)）云平臺

智能變配電監(jiān)控系統(tǒng)

電能質(zhì)量治理系統(tǒng)

建筑能耗管理系統(tǒng)

工業(yè)能源管控平臺

漏電火災監(jiān)控系統(tǒng)

消防電源監(jiān)控系統(tǒng)

防火門監(jiān)控

應急照明和疏散指示系統(tǒng)

充電樁收費管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)

IT配電絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

參考文獻：

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地