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某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)无线温度在线监测系统的设计和应用

 摘要:介绍某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)无线温度在线监测系统,采用无线温度传感器采集配电现场的线缆铜排节点温度。系统采用现场就地组网的方式,组网后通过现场总线通讯并远传至后台,通过Acrel-2000Z型无线测温系统实现配电回路温度的实时监控与实时报警。

关键词:光伏项目;无线测温;Acrel-2000

0  概述 
本项目为某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)无线温度在线监测系统。根据配电系统管理的要求,需要对某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)配电系统改造项目的变电所的进出线回路进行无线测温监控,以保证用电的安全、可靠。
Acrel-2000型无线测温系统充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的发展,对变配电系统温度进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网,通过计算机和通讯网络,将分散的配电所的现场设备连接为一个有机的整体,实现电网运行的远程监控和集中管理。
 
1 系统结构描述
本监控系统主要实现某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)的配电系统进行铜排、断路器触点、铜排接触点的无线测温。该系统总计有47台ACT400,1215台ATE300,12台ARTM-7062HT-4(HI)-W ,分5条总线,变电所仪表直接拉至变电所的串口服务器,至后台电脑,实现仪表与监控主机的数据连通。
本监控系统采用分层分布式结构,即站控层,通讯层与间隔层;
如图(1)所示:
图(1)网络拓扑图
间隔设备层主要为:无线测温模块。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内,这些装置均采用无线Loar通讯,通过现场接收器到触摸屏,再总线组网通讯到后台,实现数据现场采集。
网络通讯层主要为:无线测温接收器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控管理层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户。
以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-
RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输,一般都采用二根连线,接线简单方便;通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据,数据传输速率可达10Mbps。
RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰能力增强,总线上允许连接多达30个设备,传输距离可达1km。
 
2  无线测温系统主要功能
2.1  数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
2.2  人机交互
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等。
2.3  历史事件
历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互,通过历史事件查看平台,您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件,为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。
2.4  数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。
2.5  用户权限管理
针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作,方便用户对账号和权限的修改。
2.6  远程报表查询
报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式,把系统中处理的数据经过筛选、组合和统计生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要对报表文件采用定时保存、打印。同时本程序还向用户提供了对生成的报表文件管理功能。
报表具有自由设置查询时间实现日、月、年的温度统计,数据导出和报表打印等功能。
 
3  案例分析
某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)无线温度在线监测系统包含变电所电表,对变电所的低压配电回路进行远程温度的管理。
变电所采用的综保和多功能仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的无线测温需求而设计的网络电力仪表,它能测量铜排与断路器接接触点的温度。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区无线测温、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。
低压配电二次图见图(2),功能有电量遥测主要监测运行设备的温度。  
图(2)低压配电一次图
遥信和遥测报警功能,主要完成对低压各出线回路的温度监控,指示具体的报警位置并声音报警,提醒值班人员及时处理。具备历史查询功能。
图(3) 温度曲线
参数抄表功能,主要对低压各出线回路的温度查询。支持任意时刻温度查询,具备数据导出和报表打印等功能。该报表查询配电箱出线回路的温度。该报表各回路名称和数据库关联,方便用户修改回路名称。见图(4)。
图(4) 参数抄表
系统通讯结构示意图,主要显示系统的组网结构,系统采用分层分布式结构,同时监测间隔层设备的通信状态。红色表示通讯正常,绿色表示通讯故障。见图(5)。
图(5)系统通讯结构示意图
4  结束语
随着社会的发展及电力的广泛应用,无线测温系统已成为全国各地重要工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择,本文介绍的Acrel-2000无线测温系统在某市大全年产15GW组件及配套项目(A阶段)配电系统改造项目的应用,可以实现对变电所低压配电回路用电的实时监控与无线测温,不仅能显示回路用电状况,还具有网络通讯功能,可以与无线测温接收器、计算机等组成无线测温系统。系统实现对采集数据的分析、处理,实时显示变电所内各配电回路的温度状态,对越限具有弹出报警对话框及语音提示,并生成各种报表、分析曲线、图形等,便于远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定,为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据,取得了较好的社会效益。
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