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智能電力監(jiān)控儀表在地鐵配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

時(shí)間:2009-01-14 16:29:37來源:shixiang

導(dǎo)語:?即使儀器外部電磁干擾強(qiáng)烈,波形快速瞬變4000V脈沖群時(shí),儀器仍然保證正常工作。
一、 概述 隨著地鐵系統(tǒng)的安全運(yùn)營管理對電氣設(shè)備控制自動化和智能化程度的要求越來越高,利用現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將電力設(shè)備在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、電力計(jì)量同集散控制系統(tǒng)DCS、PLC、融合在一起,達(dá)到高層次、高透明度的良好管理,已成為一種必然趨勢和發(fā)展方向。 在數(shù)字化的時(shí)代,INTERNET風(fēng)靡全球,網(wǎng)絡(luò)改變著全世界。它正式宣布數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)(以太網(wǎng))時(shí)代已經(jīng)來臨。這意味著一切運(yùn)行和經(jīng)營管理方式均需數(shù)字化,并且必須與電腦、通信相融合,所以地鐵低壓配電系統(tǒng)監(jiān)控管理已成為必然。    二、 配電系統(tǒng)自動化的需求(智能開關(guān)柜的最優(yōu)化組合) 1、 配電自動化的發(fā)展過程 從80年代末到90年代初,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、抗干擾技術(shù)等新技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展使得電力自動化技術(shù)得到了空前發(fā)展。各大公司開始把這些技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng),也就是所謂的把強(qiáng)電控制與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合,從而誕生了智能型開關(guān)柜及相關(guān)產(chǎn)品,如德國西門子公司SIVACON系列,英國ALSTOM公司GALAXIS和TRIMLINE系列,ABB公司HONOR系列,施耐德公司BLOKSET系列等。 目前,智能型開關(guān)柜及智能配電系統(tǒng)在我國的應(yīng)用已經(jīng)由起步階段進(jìn)入到成熟階段,尤其是2001年8月頒布的“低壓智能配電標(biāo)準(zhǔn)草案”更起到了推波助瀾的作用,智能型開關(guān)柜革命性地改變了傳統(tǒng)開關(guān)柜的概念;具有多功能、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、結(jié)構(gòu)緊湊、易于維護(hù)等特點(diǎn),它可以滿足電力工業(yè)未來的需求,具有預(yù)防/避免事故發(fā)生、強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部能源考核、減少設(shè)備維護(hù)和檢修時(shí)間、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享等諸多優(yōu)點(diǎn),為企事業(yè)單位的現(xiàn)代化管理提供了堅(jiān)實(shí)、可靠的基礎(chǔ),“一次投資,終身受益”,真正保證用戶的投資利益不受損害。 智能型開關(guān)柜是以智能電力儀表替代模擬指針式儀表、繼電器、電度表,通過其網(wǎng)絡(luò)通訊接口與中央控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),從而可以實(shí)現(xiàn)對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度量等電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測以及對斷路器的分合狀態(tài)、故障信息進(jìn)行監(jiān)視,對斷路器的分合狀態(tài)進(jìn)行控制,配合各種完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件,從而實(shí)現(xiàn)“四遙”: ● 遙測:通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等進(jìn)行不斷的采集、分析、處理、記錄,顯示曲線、棒圖,自動生成報(bào)表。 ● 遙信:可以實(shí)時(shí)對開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視,計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和自動報(bào)警,并對各柜內(nèi)開關(guān)的狀態(tài)、事故跳閘、過流、速斷、溫度等動作進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄、打印。 ● 遙控:通過計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號、開關(guān)號、合/分閘等信息,并在屏幕上將要選擇的開關(guān)的狀態(tài)反饋回來,確認(rèn)后執(zhí)行,實(shí)時(shí)記錄操作的時(shí)間、類型和開關(guān)號等。 ● 遙調(diào):用于設(shè)定各種智能模塊的運(yùn)行參數(shù),既計(jì)算機(jī)根據(jù)屏幕操作指令或計(jì)算機(jī)根據(jù)對系統(tǒng)分析判斷結(jié)果,對智能模塊的設(shè)定值和故障保護(hù)值進(jìn)行遠(yuǎn)程整定。 智能配電系統(tǒng)就是與智能型開關(guān)柜與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組合應(yīng)用,其配置可根據(jù)具體工程的需要,既可配置成全智能型器件及監(jiān)控裝置的開關(guān)柜,又可配置成全部使用傳統(tǒng)電器元件及監(jiān)控裝置的開關(guān)柜,同時(shí)也能混合配置。給用戶選用提供了較大的靈活性,以滿足不同層次的需要。    2、智能開關(guān)柜采用變送器加PLC與采用智能電力儀表的比較: 在原有的開關(guān)內(nèi)配置電流變送器、電壓變送器配合PLC實(shí)現(xiàn)對開關(guān)內(nèi)電參數(shù)的采集及數(shù)據(jù)上傳,其存在的突出缺點(diǎn)是: ①體積大,接線復(fù)雜,如果測量三相線電壓、相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù),需配置變送器在10數(shù)臺,輸入接線可達(dá)40多條,輸出PLC的4~20mA信號線近30條,總數(shù)可達(dá)70條左右。 ②成本較高,投資較大,對變送器送出的4~20mA電流需要進(jìn)行A/D采樣,要求就地設(shè)置一臺PLC或工控機(jī),初始投資大。 ③穩(wěn)定性能和精度差。由于電壓互感PT、電流互感器CT后面帶許多變送器,使PT、CT二次負(fù)載太大,使得系統(tǒng)測量穩(wěn)定性和精度差。 ④故障率高,調(diào)試?yán)щy。由于接線復(fù)雜,設(shè)備種類繁多,易發(fā)生故障。一般變送器上無顯示,無法判斷安裝后是否正確,造成調(diào)試復(fù)雜困難,施工周期長。 ⑤諧波影響變送器的精度。由于電網(wǎng)中諧波的污染愈重,對變送器的影響愈重,從而使系統(tǒng)的精度受到影響。 采用智能電力儀表實(shí)現(xiàn)對開關(guān)內(nèi)電參數(shù)的采集及數(shù)據(jù)上傳,其突出特點(diǎn)是: ①體積小,接線簡單,一只表可監(jiān)測幾十個參數(shù),大大減少了接線數(shù)量。 ②功能齊全,監(jiān)測電參量多。如珠海派諾電子有限公司生產(chǎn)的PMAC720多功能電力儀表,具有變送器、數(shù)顯、數(shù)字接口的功能,對各電參量交流采樣后,經(jīng)CPU數(shù)據(jù)處理,大屏幕直接顯示;并配有RS485數(shù)字通訊接口;具有設(shè)置倍率,接裝附表和與微機(jī)數(shù)據(jù)交換等功能,可作為“一次表”,也可作為“二次儀表”、“三次儀表”。 ③穩(wěn)定性好,不受諧波干擾。智能監(jiān)控儀表均采用交流采樣,其有效值方式,且采用數(shù)字接口RS485,具有光電隔離作用,因此系統(tǒng)穩(wěn)定性好。 ④三表合一,減少占屏面積,且省去變送器柜,較“變送器加A/D卡”方案投資較少。    3、智能開關(guān)柜采用智能通訊斷路器與采用智能電力儀表的比較: ABB的E3系列智能斷路器經(jīng)常被用于低壓供配電系統(tǒng)中,作進(jìn)線斷路器、母聯(lián)分段斷路器和部分大電流(重要)出線回路的斷路器開關(guān)。這些回路中往往要求測量三相電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度等電力參數(shù),在智能供配電系統(tǒng)中又要求“遙測”這些電量,甚至有的要求“遙信”、“遙控”、“遙調(diào)”這種斷路器開關(guān)。 結(jié)合 E3系列斷路器開關(guān)的自身特點(diǎn)及對供電回路的要求作如下比較: [align=center] [/align] 4、 智能配電柜的功能 四遙功能(遙測電量參數(shù)、遙信開關(guān)狀態(tài)、遙控開關(guān)、遙調(diào)裝置設(shè)置參數(shù)) 故障預(yù)警(事故發(fā)生前及時(shí)消除事故隱患)和事故記錄功能(分析事故原因) 電能消耗的分配和統(tǒng)計(jì)(電費(fèi)分解到各個部門,利于內(nèi)部核算) 電能質(zhì)量的監(jiān)測(避免設(shè)備非預(yù)期損壞) 數(shù)據(jù)記錄和方便快捷的報(bào)表生成(便于統(tǒng)計(jì)分析) 實(shí)現(xiàn)無人值守的配電站(防火防盜,保證設(shè)備安全)等。    三、 PMAC智能電力儀表滿足地鐵惡劣環(huán)境的應(yīng)用 1、PMAC系列智能電力儀表的技術(shù)指標(biāo):
2、PMAC系列智能電力儀表的功能選型: [align=center] [/align] 四、地鐵配電系統(tǒng)應(yīng)用中的電磁兼容問題: 地鐵用戶由于電磁干擾強(qiáng)烈,電力儀表的電磁兼容性好壞直接影響到系統(tǒng)正常使用,輕則儀表CPU頻繁復(fù)位影響正常工作,重則造成儀表損壞。許多產(chǎn)品制造廠家由于技術(shù)與測試設(shè)備的局限性產(chǎn)不能完全克服此類問題。珠海派諾公司較早就配置了 (EMC)試驗(yàn)設(shè)備,并很好的解決了上述問題,我們認(rèn)為在諸多抗擾度的影響量中,最主要是影響量是快速瞬變干擾(電快速脈沖群),其產(chǎn)生原因是用戶不同負(fù)載的開關(guān)投切造成在局部電網(wǎng)中產(chǎn)生高頻快速電脈沖,具有突發(fā)性。因此,在設(shè)計(jì)過程中的電源配置、器件選擇、工藝布置均采用了獨(dú)特技術(shù),沒利用任何附加器件如濾波器等。即使儀器外部電磁干擾強(qiáng)烈,波形快速瞬變4000V脈沖群時(shí),儀器仍然保證正常工作。

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