Thời gian: 13 tháng 11 năm 2023 |Nguồn: Acrel
Tóm tắt: Với việc thúc đẩy các trạm biến áp thông minh, hệ thống điện áp dụng các thiết bị thông minh đáng tin cậy, tích hợp và thân thiện với môi trường, dựa trên việc số hóa thông tin trên toàn trạm, tiêu chuẩn hóa chia sẻ thông tin và kết nối mạng các nền tảng truyền thông để tự động hoàn thành việc thu thập, đo lường , bảo vệ và giám sát thông tin thiết bị trạm biến áp.Đối với các chức năng cơ bản như điều khiển, mạch thứ cấp “hữu hình” và “vô hình” truyền thống đã trở thành “hộp đen” “vô hình” và “hữu hình”, làm tăng tính mất kiểm soát trong quá trình vận hành, bảo trì, bảo dưỡng trạm biến áp.Bài báo này đề xuất kế hoạch nghiên cứu nền tảng quản lý vận hành và bảo trì trạm biến áp thông minh.Nó có thể điều khiển và điều khiển từ xa việc bảo vệ rơle trạm biến áp.Cho phép giám sát trực tuyến từ xa cũng như quản lý vận hành và bảo trì thông minh các trạm vận hành và bảo trì cũng như khu vực làm việc bảo trì.
Từ khóa: giám sát trực tuyến, đánh giá tình trạng, vị trí sự cố, biện pháp an toàn phụ trợ, phân tích sự cố
0.Giới thiệu
Để nâng cao mức độ bảo trì thiết bị thứ cấp trạm biến áp, cần trực quan hóa thiết bị, cung cấp hỗ trợ thông tin trực quan đa chiều, ra quyết định và vận hành an toàn cho hoạt động vận hành và bảo trì hàng ngày, xử lý sự cố, phân tích sự cố và bảo trì hệ thống thứ cấp trạm biến áp. và phát triển các ứng dụng tiên tiến dựa trên nền tảng vận hành và bảo trì để nâng cao trình độ quản lý sàng lọc thiết bị.
Nền tảng quản lý vận hành và bảo trì thông minh trạm biến áp lấy thông tin từ mạng lớp quy trình và mạng lớp điều khiển trạm, tích hợp cao thông tin liên quan đến vận hành và bảo trì, hiện thực hóa các ứng dụng giám sát trực tuyến trực quan và chẩn đoán thông minh, đồng thời hỗ trợ tải lên từ xa.Các chức năng chính của nó bao gồm quản lý vận hành và bảo trì đa chiều, như giám sát trực tuyến, đánh giá tình trạng và giám sát và cảnh báo thiết bị thứ cấp, định vị lỗi, các biện pháp an toàn phụ trợ cho bảo trì thứ cấp, quản lý tệp cấu hình, quản lý giá trị bảo vệ, quản lý thông tin lỗi và toàn diện Phân tích.
1.Tổng quan về nền tảng đám mây vận hành và bảo trì trạm biến áp
Nền tảng đám mây vận hành và bảo trì trạm biến áp AcrelCloud-1000 dựa trên Internet +, dữ liệu lớn, truyền thông di động và sự phát triển công nghệ khác của nền tảng quản lý đám mây, nhằm đáp ứng nhu cầu của người dùng hoặc các công ty vận hành và bảo trì trong việc giám sát trạng thái vận hành và các thông số của nhiều trạm biến áp mạch, nhiệt độ và độ ẩm môi trường trong nhà, nhiệt độ vận hành của cáp và thanh cái, thiết bị tại chỗ hoặc cảnh video môi trường, v.v., để đạt được một trung tâm dữ liệu, lưu trữ tập trung, quản lý thống nhất, dễ sử dụng, hỗ trợ người dùng quyền truy cập thông qua máy tính, điện thoại di động, PAD và các loại liên kết đầu cuối khác, nhận cảnh báo và hoàn thiện các thiết bị liên quan, chẳng hạn như kiểm tra và gửi đi hàng ngày và thường xuyên, v.v., quản lý.
2.Ứng dụng
Nó được áp dụng cho việc xây dựng mới, mở rộng và tái thiết hệ thống vận hành và bảo trì phân phối điện trong viễn thông, tài chính, giao thông vận tải, năng lượng, y tế và chăm sóc sức khỏe, văn hóa và thể thao, giáo dục và nghiên cứu khoa học, nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy lợi, dịch vụ thương mại , tiện ích công cộng, khu công nghiệp điện tử và các ngành công nghiệp khác.
cấu trúc 3. nền tảng
Một bộ cổng thông minh được lắp đặt trong phòng phân phối trạm biến áp để thu thập dữ liệu của thiết bị thông minh trong phòng trạm biến áp và sau khi chuyển đổi, nén và mã hóa giao thức, nó sẽ được tải lên định kỳ hoặc tải lên nền tảng theo cách được kích hoạt.Nền tảng này có thể hoàn thành việc trao đổi dữ liệu của tất cả các thiết bị thông minh trong trạm biến áp và phòng phân phối, đồng thời có thể giám sát thời gian thực trạng thái vận hành của máy biến áp, cầu dao và các thiết bị vận hành quan trọng khác trong trạm biến áp;nó có thể giám sát thời gian thực dữ liệu vận hành của các mạch điện trong trạm biến áp và phòng phân phối cũng như các đại lượng kỹ thuật số của nhiệt độ môi trường, v.v.;và bộ phận quản lý và truyền thông được kết nối với mạng cục bộ (LAN) của nhà máy và truyền dữ liệu về trung tâm dữ liệu.
Nền tảng đám mây vận hành và bảo trì trạm biến áp AcrelCloud-1000 cung cấp hồ sơ người dùng, giám sát dữ liệu điện năng, phân tích chất lượng điện năng, phân tích tiêu thụ điện năng, báo cáo dữ liệu tiêu thụ năng lượng hàng ngày, hàng tháng và hàng năm, cảnh báo và hồ sơ sự kiện bất thường, giám sát môi trường vận hành, bảo trì thiết bị, báo cáo người dùng , Điều phối vận hành và bảo trì cũng như các chức năng khác, đồng thời hỗ trợ truy cập dữ liệu đa nền tảng và đa thiết bị đầu cuối.
Hệ thống nền tảng đám mây vận hành và bảo trì trạm biến áp AcrelCloud-1000 có thể được chia thành bốn lớp: lớp nhận biết, lớp truyền tải, lớp ứng dụng và lớp hiển thị.
Tầng nhận biết: bao gồm các thiết bị đa chức năng, thiết bị giám sát nhiệt độ, độ ẩm, camera, thiết bị chuyển mạch thu thập số lượng... được lắp đặt trong trạm biến áp.Ngoài camera, các thiết bị khác được kết nối với cổng RS485 của cổng thông minh tại chỗ thông qua bus RS485.
Lớp vận chuyển: bao gồm các cổng thông minh tại chỗ, thiết bị chuyển mạch và các thiết bị khác.Cổng thông minh tích cực thu thập dữ liệu từ các thiết bị lớp thiết bị tại chỗ, thực hiện chuyển đổi giao thức, lưu trữ dữ liệu và tải dữ liệu lên cổng máy chủ được chỉ định thông qua bộ chuyển mạch.Khi mạng bị lỗi, dữ liệu có thể được lưu trữ cục bộ và tiếp tục lại từ vị trí bị gián đoạn khi mạng phục hồi.Tải dữ liệu lên để đảm bảo dữ liệu phía máy chủ không bị mất.
Lớp ứng dụng: bao gồm máy chủ ứng dụng và máy chủ cơ sở dữ liệu.Nếu số lượng trạm biến áp nhỏ hơn 30, máy chủ ứng dụng và máy chủ cơ sở dữ liệu có thể được cấu hình thành một.Máy chủ cần có địa chỉ IP cố định để nhận dữ liệu được gửi bởi mỗi cổng thông minh.
Lớp hiển thị: Người dùng truy cập thông tin nền tảng thông qua nhiều thiết bị đầu cuối như điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính, v.v.
4.chức năng nền tảng
4.1.Giám sát thời gian thực
Nhấp vào mạch phân phối điện để xem dữ liệu tiêu thụ điện năng chi tiết, tạo báo cáo vận hành nguồn và truy vấn dữ liệu lịch sử cũng như giám sát dữ liệu môi trường về các thông số nguồn, điện áp, dòng điện, công suất, sóng hài, v.v.
4.2.Báo cáo tiêu thụ năng lượng hàng tháng
Báo cáo tiêu thụ năng lượng hàng tháng cho phép người dùng truy vấn mức tiêu thụ điện của các trạm được quản lý dựa trên tổng mức tiêu thụ điện, tên trạm biến áp, số trạm biến áp, v.v. Khoảng truy vấn có thể được đặt thành tháng.
4.3.Giám sát trang web
Giám sát địa điểm bao gồm tổng quan, trạng thái vận hành, hồ sơ sự kiện trong ngày, đường cong tiêu thụ điện năng theo giờ trong ngày và tổng quan về mức tiêu thụ điện năng.
4.4.Trạng thái máy biến áp
Trạng thái máy biến áp hỗ trợ người dùng truy vấn công suất máy biến áp, hệ số tải và dữ liệu trạng thái vận hành khác của tất cả hoặc một trạm nhất định và hỗ trợ xếp hạng theo thứ tự tăng dần hoặc giảm dần theo hệ số tải, công suất.
4.5.Vận hành và bảo trì nguồn điện
Vận hành và bảo trì hiển thị thông tin vị trí và tổng dung lượng trên bản đồ trạm biến áp hiện do người dùng quản lý.
4.6.Sơ đồ phân phối điện
Sơ đồ phân phối điện hiển thị thông tin phân phối điện của trạm biến áp đã chọn.Sơ đồ phân phối nguồn hiển thị trạng thái chuyển mạch, dòng điện và trạng thái hoạt động khác cũng như thông tin của từng mạch, đồng thời hỗ trợ các truy vấn thông số vận hành chi tiết như điện áp, dòng điện và nguồn điện.
4.7.Giám sát video
Giám sát video hiển thị hình ảnh thời gian thực hiện tại (video phát sóng trực tiếp).Bằng cách chọn một trạm phân phối và chuyển đổi năng lượng nhất định, bạn có thể xem thông tin video trong nguồn điện
trạm chuyển đổi và phân phối.
4.8.Báo cáo vận hành điện
Báo cáo vận hành nguồn điện hiển thị các giá trị thời gian thực và số liệu thống kê hàng trung bình của các thông số vận hành khoảng thời gian thu thập được chỉ định của từng mạch của thiết bị đã chọn trong trạm đã chọn và chỉ số trên đồng hồ đo năng lượng điện.
4.9.Báo lỗi
Đo từ xa, cảnh báo tín hiệu từ xa (trang web và SMS), có thể cài đặt giới hạn cảnh báo trên và dưới, cảnh báo môi trường vận hành trạm biến áp (lũ lụt, khói, v.v.)
4.10.Quản lý tác vụ
Trang quản lý tác vụ có thể xuất bản các nhiệm vụ kiểm tra hoặc loại bỏ lỗi, kiểm tra trạng thái và hoàn thành các nhiệm vụ kiểm tra hoặc loại bỏ lỗi và nhấp vào Xem nhiệm vụ để xem thông tin kiểm tra cụ thể
4.11.Báo cáo người dùng
Trang báo cáo người dùng chủ yếu được sử dụng để tự động tóm tắt dữ liệu vận hành trong tháng của máy biến áp và trạm phân phối đã chọn, thực hiện phân tích thống kê về tải máy biến áp, mức tiêu thụ điện của mạch phân phối, hệ số công suất, sự kiện cảnh báo, v.v. và liệt kê chúng trong khoảng thời gian đó.Các loại khuyết tật khác nhau được phát hiện trong quá trình kiểm tra và xử lý chúng.
4.12.Ứng dụng di động
APP hỗ trợ vận hành và bảo trì nguồn điện.APP di động hỗ trợ bảy mô-đun: "hệ thống giám sát", "tệp thiết bị", "các mục việc cần làm", "hồ sơ kiểm tra", "hồ sơ khiếm khuyết", "quản lý tài liệu" và "báo cáo người dùng".Biểu đồ chính, nhu cầu, mức tiêu thụ điện, video, đường cong, nhiệt độ và độ ẩm, hàng năm, hàng tháng, chất lượng điện, yêu cầu cảnh báo sự kiện khác nhau, yêu cầu hồ sơ thiết bị, xử lý sự kiện việc cần làm, yêu cầu hồ sơ kiểm tra, báo cáo người dùng, quản lý tài liệu, v.v.
5. Cấu hình phần cứng hệ thống
| Ứng dụng | Người mẫu | Hình ảnh | Chức năng |
| Nền tảng đám mây vận hành và bảo trì trạm biến áp | AcrelCoud-1000 |  | Nền tảng này cung cấp hồ sơ người dùng, giám sát dữ liệu điện năng, phân tích chất lượng điện năng, phân tích mức tiêu thụ điện năng, báo cáo dữ liệu tiêu thụ năng lượng hàng ngày, hàng tháng và hàng năm, cảnh báo và hồ sơ sự kiện bất thường, giám sát môi trường vận hành, bảo trì thiết bị, báo cáo người dùng, công văn vận hành và bảo trì, v.v. chức năng và hỗ trợ truy cập dữ liệu đa nền tảng, đa thiết bị đầu cuối |
| Cổng vào | ANet-2E4SM |  | 4 cổng nối tiếp RS485, cách ly bộ ghép quang, 2 giao diện Ethernet, hỗ trợ ModbusRtu,ModbusTCP, DL/T645-1997,DL/T645-2007, CJT188-2004,OPC UA,ModbusTCR(master,slave),104 (master-slave), mức tiêu thụ năng lượng của tòa nhà, SNMP,MQTT; (mô-đun chính) nguồn điện đầu vào: DC 12V ~ 36V. Hỗ trợ mô-đun mở rộng 4G, mô-đun mở rộng 485. |
| Mô-đun mở rộng ANet-485 | Mô-đun M485: Bộ ghép quang 4 kênh cách ly RS485 | ||
| Mô-đun mở rộng ANet-M4G | Mô-đun M4G: hỗ trợ giao tiếp mạng đầy đủ 4G | ||
| Đường dây vào trung thế | AM6-L |  | Bảo vệ quá dòng ba giai đoạn (có hướng, khóa điện áp thấp), bảo vệ quá tải, báo động ngắt kết nối PT, bảo vệ nguồn điện ngược, đóng lại ba pha một lần, sa thải tải tần số thấp, phát hiện đồng bộ hóa, bảo vệ đóng vòng lặp, bảo vệ lỗi ngắt mạch |
| Đường dây vào trung thế | APM810 |  | Ba pha (I,U,kw,kvar,kwh, kvarh,Hz,cosΦ),dòng điện không thứ tự In;năng lượng điện bốn góc phần tư, thời gian thực và nhu cầu, hiển thị biểu đồ dòng tải mất cân bằng dòng điện và điện áp; 66 loại cảnh báo và sự kiện bên ngoài (SOE), 16 bản ghi sự kiện, mỗi loại, hỗ trợ ghi mở rộng thẻ SD; 2-63 sóng hài;2DI+2D0,RS485/Modbus;màn hình LCD; |
| APView500 |  | Điện áp và dòng điện pha + điện áp thứ tự 0 và dòng điện thứ tự 0, mất cân bằng điện áp và dòng điện, công suất tác dụng và phản kháng và năng lượng, báo động sự kiện và ghi lỗi, sóng hài (63 sóng hài điện áp/dòng điện, 63 sóng hài giữa các nhóm, sóng hài Góc pha , tốc độ nội dung hài, công suất hài, tốc độ biến dạng hài, hệ số K), dao động/nhấp nháy, tăng điện áp, sụt áp, điện áp nhất thời, gián đoạn điện áp, lấy mẫu dạng sóng 1024 điểm, kích hoạt và ghi thời gian Sóng, dạng sóng hiển thị thời gian thực và xem dạng sóng lỗi, lưu trữ tệp định dạng PODIF, bộ nhớ 32G,16D0+22D1, giao tiếp 2RS485+1RS232+1GPS, 3 giao diện Ethernet (+1 cổng mạng bảo trì) + 1 giao diện USB, hỗ trợ đọc dữ liệu đĩa U, hỗ trợ giao thức 61850. | |
|
Điện áp trung thế trung chuyển
Điện áp trung thế trung chuyển | AM6-L |  | Bảo vệ quá dòng ba giai đoạn (có hướng, khóa điện áp thấp), bảo vệ quá tải, báo động ngắt kết nối PT, bảo vệ nguồn điện ngược, đóng lại ba pha một lần, sa thải tải tần số thấp, phát hiện đồng bộ hóa, bảo vệ đóng vòng lặp, bảo vệ lỗi ngắt mạch |
| APM810 |  | Dòng điện ba pha (I, U, kw, kvar, kwh, kvarh, Hz, cosΦ) Dòng điện không thứ tự trong; năng lượng điện bốn góc phần tư; thời gian thực và nhu cầu, mất cân bằng dòng điện và điện áp; hiển thị biểu đồ dòng tải; 66 loại cảnh báo và các sự kiện bên ngoài (SOE), mỗi sự kiện có 16 bản ghi sự kiện, hỗ trợ bản ghi mở rộng thẻ SD; hài âm thứ 2-63; 2DI+2D0 RS485/Modbus;màn hình LCD | |
| Điện áp trung thế trung chuyển | AEM96 |  | Các thông số điện ba pha U, I, P, Q, S, PF, F, thống kê tổng năng lượng hoạt động thuận và ngược, thống kê năng lượng phản kháng thuận và ngược, phân tích nội dung hài hòa tổng và hài phụ 2-31, Phân tách pha sóng hài và các thông số điện sóng cơ bản (điện áp, dòng điện, công suất); thông số dòng điện 3X1.5 (6) A, độ chính xác năng lượng hoạt động ở mức 0,5S, độ chính xác năng lượng phản ứng cấp 2; nhiệt độ hoạt động: -10C ~ + 55C; Độ ẩm tương đối: ≤ 95, không ngưng tụ |
| Thấp Vôn chỗ thoát | AEM72 |  | Các thông số điện ba pha U, I, P, Q, S, PF, F, thống kê tổng năng lượng hoạt động thuận và ngược, thống kê năng lượng phản kháng thuận và ngược, phân tích nội dung hài hòa tổng và hài phụ 2-31, Điện áp thấp sóng hài chia pha của đường dây đầu ra và các thông số điện sóng cơ bản (điện áp, dòng điện, công suất); thông số kỹ thuật hiện tại 3x1,5 (6) A, độ chính xác năng lượng hoạt động mức 0,5S, độ chính xác năng lượng phản ứng cấp 2 |
| Thấp Vôn chỗ thoát | ADW300 |  | Các thông số điện ba pha U, I, P, Q, S, PF, F, đo năng lượng hoạt động (tiến và lùi), năng lượng phản kháng bốn góc phần tư, tổng hàm lượng hài, hàm lượng hài phân đoạn (thứ 2 đến thứ 31); A, Đo nhiệt độ bốn kênh B, C, N, đo dòng điện dư 1 kênh; hỗ trợ RS485/LoRa/2G/4G/NB;màn hình LCD;độ chính xác năng lượng hoạt động: mức 0,5S (được khuyến nghị cho các dự án cải tạo) |
| Đo nhiệt độ không dây | ATE400 |  | Đã cố định bằng tấm hợp kim, cảm ứng CT lấy điện, dòng khởi động lớn hơn 5A, phạm vi đo nhiệt độ -50 ~ 125oC, độ chính xác đo ± 1oC; khoảng cách truyền là 150 mét trong không gian mở |
| ATC600 |  | Hai chế độ làm việc: thiết bị đầu cuối và rơle.ATC600-Z thực hiện truyền dẫn trong suốt. Khoảng cách truyền từ ATC600-Z đến ATC600-C là 1000m.ATC600-C có thể nhận dữ liệu được truyền bởi các cảm biến dòng ATE, AHE, v.v., ổ cắm báo động 1 kênh 485,2 | |
| Nhiệt độ và độ ẩm môi trường | WHD |  | Các sản phẩm điều khiển nhiệt độ và độ ẩm WHD chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh và điều khiển nhiệt độ và độ ẩm bên trong của tủ công tắc trung và cao áp, tủ mạng vòng hộp đầu cuối, máy biến áp kiểu hộp và các thiết bị khác.Nguồn điện làm việc AC/DC85~265V, nhiệt độ làm việc: -40.0C~99.9C, độ ẩm làm việc 0RH~99RH |
| cảm biến ngâm nước | RS-SJ-*-2 |  | Cảm biến ngâm nước tiếp xúc, giám sát sự tích tụ nước trong trạm biến áp, rãnh cáp, phòng điều khiển và những nơi khác, nguồn điện làm việc: DC 10-30V, nhiệt độ làm việc: -20C+60oC, độ ẩm làm việc: 0%RH~80%RH, phản hồi Thời gian: 1s, đầu ra rơle: tiếp điểm thường mở. |
| Máy ảnh | CS-C5C-3B1WFR |  | Hỗ trợ hình ảnh độ phân giải cao 720P, với độ phân giải được hỗ trợ cao nhất lên tới 1,3 triệu pixel (1280*960).Micrô và loa tích hợp có chức năng liên lạc thoại hai chiều.Hỗ trợ dịch vụ Internet đám mây EZVIZ, cho phép tương tác từ xa và xem video thông qua điện thoại di động, PC và các thiết bị đầu cuối khác. |
| cảm biến khói | BRJ-307 |  | Cảm biến khói quang điện: Nguồn điện dương (DC 12V): +12V Đầu ra rơle: tiếp điểm thường mở |
| kiểm soát truy cập | MC-58 (Loại thường mở) |  | Loại mở thông thường, khoảng cách phát hiện: 30-50mm, chất liệu: hợp kim kẽm, đồng hồ điện màu xám bạc, đầu ra tiếp điểm khô. |
| Phụ kiện phù hợp | ARTU-K16 |  | Loại thường mở, khoảng cách phát hiện: 30-50mm Chất liệu: hợp kim kẽm, đầu ra tiếp điểm khô điện màu xám bạc |
| KDYA-DG30-24K |  | Đầu ra DC 24V;nguồn điện 24V |
6.Kết luận
Việc áp dụng nền tảng quản lý vận hành và bảo trì trạm biến áp thông minh có thể chuyển đổi các chế độ truyền tải và bảo trì hiện có thành chẩn đoán trực tuyến từ xa về điều kiện vận hành thực tế và kiểm tra có mục tiêu dựa trên tình trạng sức khỏe của thiết bị, giúp giảm đáng kể số lượng nhân viên vận hành và bảo trì.Tiến hành tần suất vận hành, bảo trì và kiểm tra các thiết bị bảo vệ rơle tại chỗ để nâng cao mức độ quản lý thiết bị một cách tinh tế.Việc nghiên cứu công nghệ vận hành và bảo trì thông minh từ xa của bảo vệ rơle có ý nghĩa rất lớn.
người giới thiệu
[1] Giải pháp tự động hóa toàn diện và vận hành và bảo trì trạm biến áp dành cho người dùng Acrel.Phiên bản 2020.05
[2] Sổ tay ứng dụng và thiết kế lưới điện siêu nhỏ dành cho doanh nghiệp.Phiên bản 2020.06
[3] Wang Yan, Nghiên cứu công nghệ vận hành và bảo trì trạm biến áp thông minh [J].Thế giới Truyền thông, 2015 (22).
[4] Zhang Zhiqiang, Nghiên cứu nền tảng quản lý vận hành và bảo trì thông minh cho trạm biến áp.
Thời gian đăng: 26-12-2023
