Zeit: 13. November 2023 |Quelle: Acrel
Zusammenfassung: Mit der Förderung intelligenter Umspannwerke setzt das Energiesystem zuverlässige, integrierte und umweltfreundliche intelligente Geräte ein und setzt dabei auf die Digitalisierung stationweiter Informationen, die Standardisierung des Informationsaustauschs und die Vernetzung von Kommunikationsplattformen, um die Erfassung und Messung automatisch abzuschließen , Schutz und Überwachung von Informationen zur Umspannwerksausrüstung.Für Grundfunktionen wie die Steuerung ist der traditionelle „sichtbare“ und „greifbare“ Sekundärkreis zu einer „unsichtbaren“ und „greifbaren“ „Black Box“ geworden, was die Unkontrollierbarkeit des Betriebs, der Wartung und der Wartung von Umspannwerken erhöht.In diesem Artikel wird ein Forschungsplan für eine intelligente Plattform für das Betriebs- und Wartungsmanagement von Umspannwerken vorgeschlagen.Es kann den Relaisschutz des Umspannwerks fernsteuern und steuern.Ermöglichen Sie eine Online-Fernüberwachung und ein intelligentes Betriebs- und Wartungsmanagement von Betriebs- und Wartungsstationen und Wartungsarbeitsbereichen.
Schlüsselwörter: Online-Überwachung, Zustandsbewertung, Fehlerortung, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen, Fehleranalyse
0.Einführung
Um das Wartungsniveau der Sekundärausrüstung der Umspannstation zu verbessern, ist es notwendig, die Ausrüstung zu visualisieren, mehrdimensionale visuelle Informationsunterstützung, Entscheidungsfindung und einen sicheren Betrieb für den täglichen Betrieb und die Wartung, die Behandlung von Anomalien, die Unfallanalyse und die Wartung des Sekundärsystems der Umspannstation bereitzustellen , und entwickeln Sie fortschrittliche Anwendungen basierend auf der Betriebs- und Wartungsplattform, um den Grad des Geräteverfeinerungsmanagements zu verbessern.
Die intelligente Betriebs- und Wartungsmanagementplattform der Umspannstation ruft Informationen aus dem Netzwerk der Prozessschicht und dem Netzwerk der Stationssteuerungsschicht ab, integriert hochgradig die Informationen im Zusammenhang mit Betrieb und Wartung, realisiert die Anwendungen der visualisierten Online-Überwachung und der intelligenten Diagnose und unterstützt das Hochladen aus der Ferne.Zu seinen Hauptfunktionen gehört das mehrdimensionale Betriebs- und Wartungsmanagement, wie Online-Überwachung, Zustandsbewertung und Überwachung und Warnung von Sekundärgeräten, Fehlerlokalisierung, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen für die Sekundärwartung, Konfigurationsdateiverwaltung, Schutzwertverwaltung, Fehlerinformationsverwaltung und umfassende Analyse.
1.Überblick über die Cloud-Plattform für den Betrieb und die Wartung von Umspannwerken
AcrelCloud-1000 Cloud-Plattform für den Betrieb und die Wartung von Umspannwerken basiert auf Internet +, Big Data, Mobilkommunikation und anderen Technologieentwicklungen der Cloud-Management-Plattform, um den Anforderungen von Benutzern oder Betriebs- und Wartungsunternehmen zur Überwachung des Betriebsstatus und der Parameter vieler Umspannwerke gerecht zu werden Stromkreise, Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit in Innenräumen, Betriebstemperatur von Kabeln und Sammelschienen, Geräte vor Ort oder Umgebungsvideoszenen usw., um ein Datenzentrum, eine zentrale Speicherung, eine einheitliche Verwaltung und eine einfache Bedienung zu erreichen und den Benutzer bei der Verwendung zu unterstützen Recht auf Zugriff über den Computer, Mobiltelefon, PAD und andere Arten von Terminalverbindungen, den Empfang von Alarmen und die Durchführung der entsprechenden Ausrüstung, wie z. B. tägliche und regelmäßige Inspektionen und Sendungen usw., Verwaltung.
2.Anwendung
Es gilt für den Neubau, die Erweiterung und den Umbau von Stromverteilungs-, Betriebs- und Wartungssystemen in den Bereichen Telekommunikation, Finanzen, Transport, Energie, Medizin und Gesundheitswesen, Kultur und Sport, Bildung und wissenschaftliche Forschung, Land- und Forstwirtschaft und Wasserschutz sowie kommerzielle Dienstleistungen , öffentliche Versorgungsunternehmen, elektronischer Industriepark und andere Branchen.
3. Plattformstruktur
Im Verteilerraum der Umspannstation wird eine Reihe intelligenter Gateways installiert, um die Daten intelligenter Geräte im Raum der Umspannstation zu sammeln. Nach Protokollkonvertierung, Komprimierung und Verschlüsselung werden diese in regelmäßigen Abständen oder ausgelöst auf die Plattform hochgeladen.Die Plattform kann den Datenaustausch aller intelligenten Geräte im Umspannwerk und im Verteilerraum abschließen und den Betriebsstatus von Transformatoren, Leistungsschaltern und anderen wichtigen Betriebsgeräten im Umspannwerk in Echtzeit überwachen.Es kann die Betriebsdaten der Schaltkreise im Umspannwerk und im Verteilerraum sowie die digitalen Größen der Umgebungstemperaturen usw. in Echtzeit überwachen;und die Kommunikations- und Verwaltungseinheit ist mit dem lokalen Netzwerk (LAN) der Anlage verbunden und leitet die Daten an das Rechenzentrum weiter.
Die AcrelCloud-1000 Cloud-Plattform für den Betrieb und die Wartung von Umspannwerken bietet Benutzerprofile, Stromdatenüberwachung, Stromqualitätsanalyse, Stromverbrauchsanalyse, tägliche, monatliche und jährliche Energieverbrauchsdatenberichte, Alarme und Aufzeichnungen zu ungewöhnlichen Ereignissen, Überwachung der Betriebsumgebung, Gerätewartung und Benutzerberichte , Betriebs- und Wartungsdisposition und andere Funktionen und unterstützt den Datenzugriff auf mehreren Plattformen und Terminals.
Das Cloud-Plattformsystem für Betrieb und Wartung des Umspannwerks AcrelCloud-1000 kann in vier Schichten unterteilt werden: Wahrnehmungsschicht, Übertragungsschicht, Anwendungsschicht und Anzeigeschicht.
Wahrnehmungsschicht: umfasst multifunktionale Instrumente, Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachungsgeräte, Kameras, Schaltmengenerfassungsgeräte usw., die in der Umspannstation installiert sind.Über den RS485-Bus werden neben der Kamera weitere Geräte an den RS485-Port des bauseitigen Smart Gateways angeschlossen.
Transportschicht: umfasst intelligente Gateways, Switches und andere Geräte vor Ort.Das intelligente Gateway sammelt aktiv Daten von Geräten auf Geräteebene vor Ort, führt eine Protokollkonvertierung und Datenspeicherung durch und lädt die Daten über den Switch auf den angegebenen Server-Port hoch.Wenn das Netzwerk ausfällt, können die Daten lokal gespeichert und an der unterbrochenen Stelle wieder aufgenommen werden, wenn das Netzwerk wiederhergestellt ist.Laden Sie Daten hoch, um sicherzustellen, dass serverseitige Daten nicht verloren gehen.
Anwendungsschicht: umfasst Anwendungsserver und Datenbankserver.Wenn die Anzahl der Unterstationen weniger als 30 beträgt, können der Anwendungsserver und der Datenbankserver in einem konfiguriert werden.Der Server muss über eine feste IP-Adresse verfügen, um die von jedem Smart Gateway aktiv gesendeten Daten zu empfangen.
Anzeigeebene: Benutzer greifen über mehrere Terminals wie Mobiltelefone, Tablets, Computer usw. auf Plattforminformationen zu.
4. Plattformfunktionen
4.1.Echtzeitüberwachung
Klicken Sie auf den Stromverteilungsschaltkreis, um detaillierte Stromverbrauchsdaten anzuzeigen, Strombetriebsberichte zu erstellen und historische Daten sowie Umgebungsdaten zur Überwachung verschiedener Stromparameter, Spannung, Strom, Leistung, Oberschwingungen usw. abzufragen.
4.2.Monatlicher Energieverbrauchsbericht
Mit dem monatlichen Energieverbrauchsbericht können Benutzer den Stromverbrauch verwalteter Stationen basierend auf dem Gesamtstromverbrauch, dem Namen der Umspannstation, der Umspannwerksnummer usw. abfragen. Die Abfragespanne kann auf Monate eingestellt werden.
4.3.Standortüberwachung
Die Standortüberwachung umfasst Übersicht, Betriebsstatus, Ereignisaufzeichnungen des Tages, stündliche Stromverbrauchskurve des Tages und eine Übersicht über den Stromverbrauch.
4.4.Transformatorstatus
Der Transformatorstatus unterstützt Benutzer bei der Abfrage der Transformatorleistung, des Lastfaktors und anderer Betriebsstatusdaten aller oder einer bestimmten Station und unterstützt die Rangfolge in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge nach Lastfaktor und Leistung.
4.5.Betrieb und Wartung der Stromversorgung
Betrieb und Wartung zeigt die Standort- und Gesamtmengeninformationen auf der vom Benutzer aktuell verwalteten Umspannwerkskarte an.
4.6.Stromverteilungsdiagramm
Das Stromverteilungsdiagramm zeigt die Stromverteilungsinformationen der ausgewählten Unterstation an.Das Stromverteilungsdiagramm zeigt den Schaltstatus, den Strom und andere Betriebszustände und Informationen jedes Stromkreises an und unterstützt detaillierte Betriebsparameterabfragen wie Spannung, Strom und Leistung.
4.7.Videoüberwachung
Bei der Videoüberwachung wird das aktuelle Echtzeitbild angezeigt (Video-Live-Übertragung).Durch Auswahl einer bestimmten Energieumwandlungs- und -verteilungsstation können Sie die Videoinformationen im Strom anzeigen
Transformations- und Verteilungsstation.
4.8.Leistungsbetriebsbericht
Der Leistungsbetriebsbericht zeigt die Echtzeitwerte und durchschnittlichen Zeilenstatistiken der angegebenen Erfassungsintervall-Betriebsparameter jedes Stromkreises der ausgewählten Ausrüstung in der ausgewählten Station sowie den Stromzählerstand an.
4.9.Fehlalarm
Telemetrie, Fernalarm (Webseite und SMS), obere und untere Alarmgrenzen können eingestellt werden, Alarm für die Betriebsumgebung der Umspannstation (Überschwemmung, Rauch usw.)
4.10.Aufgabenmanagement
Auf der Aufgabenverwaltungsseite können Sie Inspektions- oder Fehlerbeseitigungsaufgaben veröffentlichen, den Status und Abschluss von Inspektions- oder Fehlerbeseitigungsaufgaben überprüfen und auf Aufgabe anzeigen klicken, um bestimmte Inspektionsinformationen anzuzeigen
4.11.Benutzerbericht
Die Benutzerberichtsseite wird hauptsächlich dazu verwendet, die Betriebsdaten eines Monats des ausgewählten Transformators und der Verteilerstation automatisch zusammenzufassen, statistische Analysen zur Transformatorlast, zum Stromverbrauch des Verteilerkreises, zum Leistungsfaktor, zu Alarmereignissen usw. durchzuführen und diese innerhalb dieses Zeitraums aufzulisten.Verschiedene Arten von Mängeln, die bei Inspektionen und deren Behandlung festgestellt wurden.
4.12.App
Die APP unterstützt den Betrieb und die Wartung der Stromversorgung.Die mobile APP unterstützt sieben Module: „Überwachungssystem“, „Gerätedateien“, „Aufgaben“, „Inspektionsaufzeichnungen“, „Fehleraufzeichnungen“, „Dokumentenverwaltung“ und „Benutzerberichte“.Primärdiagramm, Bedarf, Stromverbrauch, Video, Kurve, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Jahr für Jahr, Monat für Monat, Stromqualität, verschiedene Ereignisalarmabfragen, Gerätedateiabfragen, zu erledigende Ereignisverarbeitung, Inspektionsprotokollabfragen, Benutzerberichte, Dokumentenverwaltung usw. .
5.Systemhardwarekonfiguration
| Anwendung | Modell | Bild | Funktion |
| Cloud-Plattform für den Betrieb und die Wartung von Umspannwerken | AcrelCoud-1000 |  | Die Plattform bietet Benutzerprofile, Stromdatenüberwachung, Stromqualitätsanalyse, Stromverbrauchsanalyse, tägliche, monatliche und jährliche Energieverbrauchsdatenberichte, Alarme und Aufzeichnungen zu ungewöhnlichen Ereignissen, Überwachung der Betriebsumgebung, Gerätewartung, Benutzerberichte, Betriebs- und Wartungsversand und anderes Funktionen und unterstützt den Datenzugriff auf mehreren Plattformen und Terminals |
| Tor | ANet-2E4SM |  | 4 serielle RS485-Ports, Optokoppler-Isolation, 2 Ethernet-Schnittstellen, unterstützt ModbusRtu, ModbusTCP, DL/T645-1997,DL/T645-2007, CJT188-2004,OPC UA,ModbusTCR(Master,Slave),104 (Master-Slave), Gebäudeenergieverbrauch, SNMP, MQTT; (Hauptmodul) Eingangsstromversorgung: DC 12 V ~ 36 V. Unterstützt 4G-Erweiterungsmodul, 485-Erweiterungsmodul. |
| Erweiterungsmodule ANet-485 | M485-Modul: 4-Kanal-Optokoppler-Isolation RS485 | ||
| Erweiterungsmodule ANet-M4G | M4G-Modul: unterstützt die vollständige 4G-Netzwerkkommunikation | ||
| Mittelspannungseingangsleitung | AM6-L |  | Dreistufiger Überstromschutz (mit Richtung, Unterspannungsverriegelung), Überlastschutz, PT-Trennungsalarm, Rückstromschutz, dreiphasige einmalige Wiedereinschaltung, niederfrequenter Lastabwurf, Synchronisationserkennung, Schleifenschließschutz, Leistungsschalterausfallschutz |
| Mittelspannungseingangsleitung | APM810 |  | Dreiphasig (I,U,kw,kvar,kwh, kvarh,Hz,cosΦ),Nullstrom In;Elektrische Energie in vier Quadranten, Echtzeit- und Bedarfs-, Strom- und Spannungsungleichgewicht-Laststrom-Histogrammanzeige; 66 Alarmtypen und externe Ereignisse (SOE), jeweils 16 Ereignisaufzeichnungen, unterstützt SD-Kartenerweiterungsaufzeichnung; 2-63 Harmonische;2DI+2D0,RS485/Modbus;LCD Bildschirm; |
| APView500 |  | Phasenspannung und -strom + Nullspannung und Nullstrom, Spannungs- und Stromunsymmetrie, Wirk- und Blindleistung und -energie, Ereignisalarm und Fehleraufzeichnung, Oberschwingungen (Spannung/Strom 63 Oberschwingungen, 63 Zwischengruppenharmonische, Oberschwingungen Phasenwinkel , Oberwelleninhaltsrate, Oberwellenleistung, Oberwellenverzerrungsrate, K-Faktor), Schwankung/Flimmern, Spannungsanstieg, Spannungseinbruch, Spannungstransient, Spannungsunterbrechung, 1024-Punkt-Wellenformabtastung, Triggerung und Timing-Aufzeichnung. Welle, Wellenform-Echtzeitanzeige und Fehlerwellenformanzeige, Dateispeicherung im PODIF-Format, Speicher 32G, 16D0+22D1, Kommunikation 2RS485+1RS232+1GPS, 3 Ethernet-Schnittstellen (+1 Wartungsnetzwerkanschluss) + 1USB-Schnittstelle, unterstützt U-Disk-Lesedaten, unterstützt 61850-Protokoll. | |
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Mittelspannung Futterspender
Mittelspannung Futterspender | AM6-L |  | Dreistufiger Überstromschutz (mit Richtung, Unterspannungsverriegelung), Überlastschutz, PT-Trennungsalarm, Rückstromschutz, dreiphasige einmalige Wiedereinschaltung, niederfrequenter Lastabwurf, Synchronisationserkennung, Schleifenschließschutz, Leistungsschalterausfallschutz |
| APM810 |  | Dreiphasiger (I,U,kw,kvar,kwh, kvarh,Hz,cosΦ) Nullsystemstrom In;vierquadrante elektrische Energie;Echtzeit und Bedarf, Strom- und Spannungsungleichgewicht;Laststrom-Histogrammanzeige;66 Alarmtypen und externe Ereignisse (SOE), jeweils 16 Ereignisaufzeichnungen, unterstützt SD-Karten-Erweiterungsaufzeichnung; 2-63. Harmonische; 2DI+2D0 RS485/Modbus; LCD-Anzeige | |
| Mittelspannung Futterspender | AEM96 |  | Messung der dreiphasigen elektrischen Parameter U, I, P, Q, S, PF, F, Statistik der gesamten Vorwärts- und Rückwärts-Wirkenergie, Statistik der Vorwärts- und Rückwärts-Blindenergie; 2-31 Analyse des Gehalts an Subharmonischen und Gesamtharmonischen, phasengetrennt Oberschwingungen und elektrische Parameter der Grundwelle (Spannung, Strom, Leistung); Stromspezifikation 3 x 1,5 (6) A, Wirkenergiegenauigkeit 0,5 S, Blindenergiegenauigkeit Stufe 2; Betriebstemperatur: -10 °C bis +55 °C; relative Luftfeuchtigkeit: ≤ 95, keine Kondensation |
| Niedrig Stromspannung Auslauf | AEM72 |  | Messung der dreiphasigen elektrischen Parameter U, I, P, Q, S, PF, F, Statistik der gesamten Vorwärts- und Rückwärts-Wirkenergie, Statistik der Vorwärts- und Rückwärts-Blindenergie; 2-31 Analyse des Gehalts an Subharmonischen und Gesamtharmonischen, Niederspannung Split-Phase-Harmonische der Ausgangsleitung und elektrische Parameter der Grundwelle (Spannung, Strom, Leistung); Stromspezifikation 3x1,5(6)A, Wirkenergiegenauigkeit 0,5S-Niveau, Blindenergiegenauigkeitsniveau 2 |
| Niedrig Stromspannung Auslauf | ADW300 |  | Dreiphasige elektrische Parameter U-, I-, P-, Q-, S-, PF-, F-Messung, Wirkenergiemessung (vorwärts und rückwärts), Vierquadranten-Blindenergie, Gesamtharmonischergehalt, Bruchteilharmonischergehalt (2. bis 31.); A, B, C, N Vierkanal-Temperaturmessung, 1-Kanal-Fehlerstrommessung; unterstützt RS485/LoRa/2G/4G/NB; LCD-Anzeige;Wirkenergiegenauigkeit: 0,5 S-Niveau (empfohlen für Renovierungsprojekte) |
| Drahtlose Temperaturmessung | ATE400 |  | Mit Legierungsblech befestigt, CT-Induktion nimmt Strom auf, der Startstrom ist größer als 5 A, Temperaturmessbereich -50 ~ 125 °C, Messgenauigkeit ± 1 °C; Übertragungsentfernung beträgt 150 Meter im offenen Raum |
| ATC600 |  | Zwei Arbeitsmodi: Terminal und Relais. ATC600-Z führt eine transparente Relaisübertragung durch. Die Übertragungsentfernung von ATC600-Z zu ATC600-C beträgt 1000 m.ATC600-C kann Daten empfangen, die von Sensoren der ATE-Serie, AHE usw., 1 Kanal 485, 2 Alarmausgängen übertragen werden | |
| Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit | WHD |  | WHD-Temperatur- und Feuchtigkeitsreglerprodukte werden hauptsächlich zur internen Temperatur- und Feuchtigkeitsregelung und -steuerung von Mittel- und Hochspannungsschaltschränken, Klemmenkasten-Ringnetzwerkschränken, Kastentransformatoren und anderen Geräten verwendet.Arbeitsstromversorgung AC/DC85~265V, Arbeitstemperatur: -40,0C~99,9C, Arbeitsfeuchtigkeit 0RH~99RH |
| Wassertauchsensor | RS-SJ-*-2 |  | Kontaktwasser-Eintauchsensor, überwacht die Wasseransammlung in Umspannwerken, Kabelgräben, Kontrollräumen und anderen Orten, Arbeitsstromversorgung: DC 10–30 V, Arbeitstemperatur: -20 °C + 60 °C, Arbeitsfeuchtigkeit: 0 % rF ~ 80 % rF, Reaktion Zeit: 1s, Relaisausgang: Schließerkontakt. |
| Kamera | CS-C5C-3B1WFR |  | Unterstützt hochauflösende 720P-Bilder mit der höchsten unterstützten Auflösung von bis zu 1,3 Millionen Pixeln (1280 x 960).Das eingebaute Mikrofon und der Lautsprecher verfügen über eine Zwei-Wege-Sprach-Intercom-Funktion.Unterstützt den EZVIZ Cloud-Internetdienst und ermöglicht Ferninteraktion und Videoanzeige über Mobiltelefone, PCs und andere Endgeräte. |
| Rauchsensor | BRJ-307 |  | Photoelektrischer Rauchsensor: Positive Stromversorgung (DC 12 V): +12 V Relaisausgang: Schließerkontakt |
| Zugangskontrolle | MC-58 (normalerweise offener Typ) |  | Normalerweise offener Typ, Schaltabstand: 30–50 mm, Material: Zinklegierung, silbergrauer Stromzähler, Trockenkontaktausgang. |
| Passendes Zubehör | ARTU-K16 |  | Normalerweise offener Typ, Schaltabstand: 30–50 mm. Material: Zinklegierung, silbergrauer elektrischer Trockenkontaktausgang |
| KDYA-DG30-24K |  | Ausgang DC 24V;24V-Stromversorgung |
6. Fazit
Durch den Einsatz der intelligenten Plattform für das Betriebs- und Wartungsmanagement von Umspannwerken können die vorhandenen Übertragungs- und Wartungsmodi in eine Online-Ferndiagnose der tatsächlichen Betriebsbedingungen und gezielte Inspektionen auf der Grundlage des Gesundheitszustands der Ausrüstung umgewandelt werden, wodurch die Anzahl des Betriebs- und Wartungspersonals erheblich reduziert wird.Führen Sie die Betriebs-, Wartungs- und Inspektionshäufigkeit von Relaisschutzgeräten vor Ort durch, um den Grad der verfeinerten Verwaltung der Geräte zu verbessern.Die Forschung zur intelligenten Fernbetriebs- und Wartungstechnologie des Relaisschutzes ist von großer Bedeutung.
Verweise
[1] Umfassende Automatisierungs-, Betriebs- und Wartungslösung für Acrel User Substation.Version 2020.05
[2] Enterprise Microgrid Design- und Anwendungshandbuch.Version 2020.06
[3] Wang Yan, Forschung zur intelligenten Betriebs- und Wartungstechnologie von Umspannwerken [J].Kommunikationswelt, 2015 (22).
[4] Zhang Zhiqiang, Forschung zu einer intelligenten Betriebs- und Wartungsmanagementplattform für Umspannwerke.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Dezember 2023
