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中低压配电网自动化系统

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2009/6/26 16:07:46   

 关键词:  配电网 配电自动化

前言
    在现代社会中,供电质量的好坏,不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏,更是影响经济发展的重要因素,它决定着工业发展的方向、规模。实际上,信息时代的到来,要求不间断供电的计算机设备越来越多,给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产,而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。中低压配电网作为输配电系统的最后一个环节,其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关,只有实现中低压配电网的自动化,才可能最大限度地提高供电质量,满足人们日常生活工作与生产的需要。
   实现中低压配电网自动化,可提高供电的质量和可靠性。实现中低压配电网自动化,可减少故障次数,缩小事故范围,缩短事故时间,为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据。
   实现中低压配电网自动化,可以提高整个电力系统的经济效益:减轻维护人员的劳动强度;减少操作人员;增强电力系统的免维护性;有利于提高设备的安全和健康水平,延长使用寿命。
   实现中低压配电网自动化,可以提高整个电网的管理水平。主要包括:为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供更为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电;可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况,实现总体控制。
  
  我国配电网自动化的薄弱环节-中低压配电网
    配电网自动化建设,在我国尽管起步较晚,但也已经进行了近20年的研究和实践,取得初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网(35 k V以上)层次上进行的,而在中低压配电网(配电房这一层次)的自动化问题上,还是一片空白,既没有总体的规划,也没有一个统一的技术原则。不仅如此,目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前,对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控,除少数大用户的负荷控制外,尚无其它监控手段。
  
  中低压配电网自动化方案
  
  1、电力系统自动化现有方案的比较  
   中低压配电网(主要指开关站、开关房、开闭所)的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此,分析一下变电站自动化的实现方法,对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。
   变电站自动化系统由5个部分组成:主站、远方终端单元(re mote terminal units,RTU)、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中,RTU装置位于变电站现场,可以自动采集各种开关状态量(遥信)、模拟量(遥测),并经专用通道传递到监控中心的主站系统;有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作,并将操作结果返送监控中心主站系统。
   从变电站RTU可以实现的功能来看,变电站的自动化包括3个方面的内容:遥信、遥测、遥控。除此之外,有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应,变电站自动化系统可以分为两类:一类只实现了遥信、遥测的功能,即传统的SCADA系统;而最新的SCADA 系统则属于另外一类,它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。
   从变电站RTU实现遥测的方法来看,RTU存在两种实现方案:
  a)直流采样方案
   这种类型的RTU装置在采集模拟量之前,先利用变送器将交流转化成直流,然后再使用RTUA/D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主,辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器,无需高级的数字处理单元(CPU等),难以反映模拟量的瞬时变化,无法进行谐波分析,电能量总加功能的实现比较复杂困难。
  b)交流采样方案
   这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,无需变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。
   当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易,可靠性较直流采样方案有较大提高,综合成本低。
  
  2、中低压配网自动化的应用特点
   中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元(RTU)、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点:
   a)传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测,但中低压配电网的自动化对象(开关房、开闭所和配电房)数目繁多,开关操作频繁,更注重遥信、遥控功能。
   b)中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境,被不同层次的用电管理人员(包括农村电工)所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免专业维护、抗恶劣环境等特点。
   c)应用于中低压配电网的RTU,在功能上应具有模块化结构,在硬件上要越简单、越可靠越好。最好是同一套简单硬件,只要简单进行一下设置,就可以满足不同场合、不同规模的要求。
   由此可见,有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU,以适合中低压配电网自动化的特点和需要。
  
  3、中低压配电网自动化RTU的RS6011G GPRS RTU实现
   RS6011G远程智能监控终端是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性监控装置,可以直接接入标准传感器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等,是小规模过程信号实施无线监控的最佳手段。
   RS6011G远程智能监控终端内部具有一个高性能的微处理器,可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等,数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整,多点组网的方式非常灵活,既可以选择简单方便的GSM SMS短消息方式,也可以选择高效实时的GPRS/CDMA网络方式。监控中心的建立也是非常容易,目前流行的组态软件都可以直接接入,同时我们提供基于互联网WEB发布的电网设备运行远程监控系统,可以满足大多数电力用户的需求。
  配备多种接口资源:包括模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等;
  1、 产品功能
  ◎监测
   RS6011G监控终端支持RS232/RS485用户数据接口,可现场接入电压监测仪、电表、配变监测仪等电力参数监测设备,通过无线的方式进行远程监视,并通过主站管理软件汇总形成报表。
   RS6011G监控终端支持多路开关量,模拟量接入,可时实监测现场断路器工作状态,漏电保护器状态及现场温湿度状况等。
  ◎报警
   当电力设备发生故障时,RS6011G监控终端在第一时间自动发送报警短信到授权的手机及主站管理软件。报警信息可以支持:电网停电、保险溶断、漏电跳闸、缺相运行、零线故障、短路故障、非法开启计量箱,设备高温等故障报警。
  ◎控制
   RS6011G监控终端内设两只工业继电器,支持两组常开常闭接点输出,可以远程控制断路器、漏电保护器的分合闸。无需抢修人员到达现场也可轻松完成故障排除。
  
  2、产品特点
  ◎ 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口,可接入大用户电表等电参数监测设备;
   ◎ 采集传输控制一体化,提高了系统可靠性,降低了成本;
   ◎ 采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器;
   ◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定;
   ◎ 内设工业时钟,精确计时;
   ◎ 自动定时上报和事件触发上报功能;
   ◎ 内置大容量FLASH存储器,数据自动记录,支持历史数据检索;
   ◎ 通讯协议完善,组态软件支持,用户免开发;
   ◎ 板载GSM/GPRS/CDMA传输模块,方便用户选择GSM、GPRS或CDMA组网方式;
   ◎ 提供用户设置软件,开放式接口,方便与组太软件及其它软件连接;
   ◎ 工业级设计,稳定可靠,坚固耐用;
   这样一种基于采集、传输、控制一体化RS6011G的中低压配电网自动化的RTU实现方案,完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,完全免维护;规模可大可小,可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高可靠性;编程实现各种功能,免硬件调试;费用低廉。
  
  结论
   实现我国中低压配电网自动化,是提高供电质量、用电可靠性和提高电力企业自身水平的需要。利用采集、传输、控制一体化RS6011G来实现中低压配电网的RTU功能,具有简单、可靠、易用等特点,是一个比较有应用前景的实现方案。

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