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电力运维管理系统在配电室的解决方案

更新时间:2020-07-23   点击次数:959次

摘要:近年来,随着我国用电量及新增配电室逐年增加,潜伏的电力事故隐患呈上升趋势,直接威胁着人民生命和财产,从我国历年的统计数据来看,无论是发生次数,还是直接经济损失,电力事故都是不容忽视的一部分。而通过互联网与机器人技术,建立基于云监管的配电室集约化管理,实现无人值班、少人值守的配电室运行管理模式,变“被动抢修”为“主动运维”是未来物业电力运维管理的新模式、新方向。 

关键词:电力运维系统;配电室管理;运维管理模式

 

1、政策依据

2014年11月21日,全国高压电气标准化技术委员会2014年年会暨标准审查会审查通过了北京电力公司负责编制的国家标准《GB/T31989-2015 高压电力用户用电安全》,这是我国针对高压电力用户用电的国家标准。

标准中明确提出“用户可根据变(配)电站的设备规模、自动化程度、操作的简繁程度和用电负荷的级别,设置相应的集控站或监控站,变(配)电站内采用无人值班、少人值守的运行管理模式。集控站或监控站应安排全天24h专人值守,每班不少于2人,且应明确其中一人为值长。”                                              

2、配电室传统管理模式亟需升级改造

目前,中油阳光物业管理有限公司(下简称“阳光物业”)下属三个分公司及金融街项目部共管理18个高压配电室,配电室共有近50台变压器,供电总容量近80MVA;在人员方面,根据电力运维规定应安排值班电工近150人,目前面临人员短缺、员工年龄偏大、后e运维配电室管理新模式借鉴续补充困难等现实情况;随着用工成本的不断攀升,人员成本与用工缺口的矛盾越来越大。在技术方面,项目现有值班电工在解决低压电器故障方面尚可,但存在过分依赖于经验与厂家,缺乏数据分析支撑等现实问题,抢修的被动性比较突出;对于高压故障维修,则主要依赖于供电公司抢修队伍,故障排查滞后性、客户投诉等问题比较突出。

面对当前的配电室管理现状,阳光物业经过多方考察论证,在昌平分公司中石油科技园使用了配电室当地监控系统,实现了就地化的告警及数据存储,具备了数据查询功能,故障处理的时效性有一定的提升;但当地监控系统只存在于项目本地,人员分散度高,对于人员的需求数量没有减少,对于人员的质量需求反而更高,依赖于供电部门处理故障的局面未得到根本性改善。

如何利用现有的电力运行监控系统,实时监测配电室运行状况,实现电力事故的预防和控制,已成为业界和供电部门着力研究和解决的热点议题。随着互联网与机器人技术的大力发展,配电室智能无人监控技术日趋成熟和发展,与新技术融合,把电力事故监测系统和智能用电管理系统有效结合,通过一套完整的解决方案,实现科学、用电已经成为发展趋势。基于上述的实际需求,市场中开始出现了将计算机网络技术、现代通信技术和机器人技术应用于配电室运维业务中,以此来提升运维的可靠性和效率的各类产品和服务,e运维电力监控系统就是其中之一。譬如,人工值班不可能*做到 24小时不间断,且存在盲区,设备无法有效确保。e运维24小时远程在线监管可以有效解决该问题,以智能替代人力,把传统的“人工抄表”转换为“线上抄表”,且可以增加抄表的频次,实时掌握设备运行状态,提高值班效率,确保设备运行的可靠。

3、e运维的解决方案

e运维电力监控系统是将互联网技术应用于各公司配电室运维业务中,把配电室的各类状态信号、运行数据通过配电值班机器人远程传至“e运维”配电运维智能监管平台,实行 24小时远程在线监管并实时告警,初步实现配电室少人值班,实现无人值班和少人值守。系统应用红外诊断,超声波局放、暂态地电压局放等带电检测技术,定期对配电室设备开展带电检测,结合传统的清扫维护、预防性试验,运维应急小组24小时待命,确保配电室设备运行可靠性,提高运维质效,实现与经济双赢。

e运维作为自动化手段,依靠的云端服务器和机器人技术,是一个智能化的“哑巴”,不会数据造假,不会偷懒;只会如实的反应数据变化情况,可以方便快捷地将各历史时段进行调用、查看。对突发故障,可以做到秒级通过短信、网页等及时通知,同时e运维24小时值班人员可在故障发生后5分钟内通知到相关人员,在通知的同时,通过同步调用故障相关部位的电流、负荷、温度等曲线明确故障点。

通过e运维线上监管,实现了对配电室全生命周期的管理。线上监管实现了对电力运行状态、设备状态、环境状态等数据的24小时远程监管,并利用云平台软件对数据进行分析、存储,从而实现事故报警、环境评分等功能。线下维护是应用“互联网+”的服务模式,通过“技术+经验”的手段,变配电室运维从“被动抢修”为“主动运维”,是一种集约化管理和规模化效应在电力服务领域应用的*。

2017年12月,阳光物业对下属朝阳分公司、西城分公司、金融街项目部现有9个配电室实行e运维电力监控系统改造,利用互联网技术、通讯技术、自动化技术的融合,实现实时监管,进一步提升运维的可靠性及供电,达到实时在线远程监控与现场管理相

结合的目的,实现数据定时自动采集和负荷变化过程分析,提升公司高压配电信息化管理水平,通过“创优”为公司树立一面旗帜,打造配电运维的运行亮点,为社会经济转型和结构调整出力。在保证基础上,e运维利用智能配电运维互联网+的集约化运行模

式,实现减员增效,为供给侧改革贡献一份力量。

此次改造中,尽可能减少改造量和改造投资,尽可能使用原有设备,充分保留了金亚光大厦的原有变压器温控器、充分利用现有丰和大厦与两小区之间的光缆通道。此次改造费用约75 万元,于2018年4月完成施工调试。经过近1个月的试运行,初步实现了预期功能。

4、项目改造效果分析

项目实施后,e运维24小时远程在线监管实现了配电室少人值班或者无人值班、少人值守的状态,大大减少人力成本的投入。按照初步值守人员减半估算,每年将节约人工成本50%。从整个公司考虑,该项目的实施每年将减少人工成本约91万元,经过经济效益评价测算,该项目净现值为233.31万元,税后内部收益率为83%,预计第三年即可收回投资。该项目实施预计将很大程度降低公司成本,增加公司利润;提升供配电系统的管理能力和日常监控水平,达到实时在线远程监控与现场管理相结合的目的,实现数据定时自动采集和负荷变化过程分析,提升公司高压配电信息化管理水平。

通过实施e运维监管后,故障排查的时间基本从原来的半小时缩短到10分钟以内,供电质量及供电可靠性大大提升;关键是通过e运维,阳光物业的配电室由“被动抢修”往“主动运维”靠拢。此外,通过实施e运维监管后,值班电工一部分通过岗位分流到综合的工程维修上,对于配电管理起到了“人员分流、管理节能”的效果;同时,由于人手的增加,维修及时性得到加强,维修质量也更有保证,业主满意度大大提升

5、安科瑞变电所运维云平台及硬件的选型

5.1、云平台简介

随着*改革政策的逐步推进和落实,普通线下运维模式已无法满足市场需求,迫切需要配套智能化线上运维管理和服务平台,安科瑞变电所运维云平台(AcrelCloud-1000)根据市场需求反馈,运用互联网和大数据技术,为电力运维公司提供配套线上运维服务该平台作为连接运维单位和用电企业的纽带,监视用户配电系统的运行状态和电量数据,为客户提供更好的运维服务,平台提供系统总览、电力数据监测、电能质量分析、用电统计分析和日/月/年电能统计报表、异常预警、事故报警和事件记录、运行环境监测、运维巡检派单等功能,并支持多平台、多终端数据访问

5.2、应用场所:

(一)电力运行维护企业;

(二)连锁商业、门店;

(三)物业管理企业;

(四)集团企业;

(五)院校主管单位;

(六)智慧社区

5.3、平台结构

 

5.4、平台主要功能

 

 

5.5、云平台配置

现场硬件配置

应用场合

型号

功    能

高压进线

AM5/AM5SE

三段式过流/零序过流、过负荷保护(告警/跳闸)、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

ACR230EFLH

三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限电能计量,THDu,THDi,2~31次各次谐波分量,CF(电压波峰系数),THFF(波形因子),KF(电流K系数),εu(电压不平衡度),εi(电流不平衡度)计算,电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕点阵式LCD图形显示,全中文菜单

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

高压出线

AM5/AM5SE

三段式过流/零序过流、过负荷保护(告警/跳闸)、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR220EFL

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限电能,LCD显示

低压进线

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR230EFLH

三相(I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ),四象限电能计量,THDu,THDi,2~31次各次谐波分量,CF(电压波峰系数),THFF(波形因子),KF(电流K系数),εu(电压不平衡度),εi(电流不平衡度)计算,电网电压电流正、负、零序分量(含负序电流)测量,平均值,RS485/Modbus,大屏幕点阵式LCD图形显示,全中文菜单

低压出线

AEM96

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级

APM810

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),零序电流In;四象限电能;电流、电压不平衡度;负载电流柱状图显示;66种报警类型及外部事件(SOE)各16条事件记录,支持SD卡扩展记录;2-63次谐波;2DI+2DO

RS485/Modbus;LCD显示

ACR220EFL

三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ),RS485/Modbus,四象限电能,LCD显示

AEW100

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量(电压、电流、功率);RS485接口、470MHz无线通讯、红外通讯;电流规格3×1.5(6)A,有功电能精度1级,无功电能精度2级

变压器温度监测

ARTM-8

8路温度巡检,热电阻信号输入,RS485接口,2路继电器输出

线缆剩余电流/温度监测

ARCM300-J1/T4

1路剩余电流监测,4路温度监测,1路继电器输出,事件记录,LCD显示,1路RS485/Modbus通讯

无线测温

ASD-320

一次动态模拟图、语音提示、带电显示及闭锁、温湿度数字控制、液晶显示、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应,无线测温功能(标配3点),RS485/Modbus

ARTM-Pn

可以单独安装在高压柜、低压抽屉柜内,每台装置可以接收3、6、9、12、18个传感器的数据,传感器型号可选配ATE100、ATE200、ATE300。装置带有一路485接口,可将采集到的温度数据上传到监控。

ATC-200/400

一款带有一路485接口的温度收发器,可同时接收ATE100/200/300传感器发射的数据并将采集到的数据上传到监控。

ARTM-100

可以嵌入式安装在高压柜、低压抽屉柜内,每台装置可以接收240个传感器的数据,可与ATE100、ATE200、ATE300三种传感器选配使用。装置带有一路485接口、可选配一路以太网口,可将采集到的温度数据上传到监控。

环境温湿度

WHD96-22

测量并显示控制2路温度、2路湿度。

水浸

RS-SJ-*-2 接触式水浸传感器

接触式水浸传感器,监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况,工作电源:DC 10-30V 工作温度:-20~+60℃ 工作湿度:0%RH~80%RH  响应时间:1s  继电器输出:常开触点

摄像机

CS-C5C-3B1WFR

支持720P高清图像,支持分辨率可达到130万像素(1280*960)内置麦克风与扬声器具有语音双向对讲功能,支持萤石云互联网服务,通过手机、PC等终端实现远程互动和视频观看

烟雾传感器

BRJ-307

光电式烟雾传感; 电源正极(DC 12V):+12V

继电器输出:常开触点

门禁

MC-58(常开型)

常开型;感应距离:30-50mm 材质:锌合金,银灰色电度 干接点输出

配套附件

ARTU-K16  

16路开关量输入

KDYA-DG30-24K  

输出 DC 24V 24V电源

KDYA-DG30-12K  

 输出 DC 12V;12V电源

网关

ANet-YW1E2/2G

1路10M/100M以太网口  2路RS485,1路2G(移动)上传通道,工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW1E2/4G

1路10M/100M以太网口  2路RS485,1路4g(全网通)上传通道,工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW1E1

1路10M/100M以太网口  1路RS485,1路4G(移动)上传通道,工作电源:24V直流  仅支持采集点数100个点,用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

ANet-YW2E4

2网4串   工作电源:24V直流

用于安科瑞电力运维系统,支持能耗管理系统

平台系统

变电所运维云平台

平台提供用户概况、电力数据监测、电能质量分析、用电分析、日/月/年用能数据报表、异常事件报警和记录、运行环境监测、设备台账、售电服务、运维派单等功能,并支持多平台、多终端数据访问。

参考文献

[1]杨金峰.e运维配电室管理新模式借鉴

[2]企业微电网设计与应用手册.2019.11.

[3] 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.01