-
Электронная почта
2881930832@qq.com
-
Телефон
18721098078
-
Адрес
253, 2 этажа.
Анкори электрик
Проект внедрения и применения комплексной системы автоматизации подстанций крупных промышленных предприятий
Дата:2025-05-08Читать:4
Резюме:В этой статье рассматриваются вопросы проектирования и оптимизации эксплуатации подстанций крупных промышленных предприятий. Анализируя характеристики и функции подстанций крупных промышленных предприятий, были изучены ключевые аспекты выбора площадки подстанции, выбора оборудования и проектирования автоматизированных систем. В то же время был проведен углубленный анализ режима управления эксплуатацией подстанции, стратегии обслуживания и методов оптимизации энергоэффективности. Исследования показывают, что научно обоснованное проектирование и эксплуатационная оптимизация подстанций могут значительно повысить надежность электроснабжения, снизить эксплуатационные расходы и обеспечить надежную гарантию стабильной работы крупных промышленных предприятий. Это исследование дает теоретическое руководство и практическую ссылку на планирование строительство и эксплуатацию подстанций крупных промышленных предприятий.
ключевое слово: Крупные промышленные предприятия; Проектирование подстанций; Оптимизация работы; Автоматизированные системы; Управление энергоэффективностью
0 Введение
С быстрым развитием промышленного производства крупные промышленные предприятия предъявляют более высокие требования к надежности и качеству энергоснабжения. Как ключевой узел энергосистемы, уровень проектирования и эксплуатации подстанции напрямую влияет на производительность и эксплуатационные расходы предприятия. Целью исследования является изучение принципов проектирования и стратегий оптимизации эксплуатации подстанций на крупных промышленных предприятиях для повышения надежности и эффективности электропитания подстанций.
Исследования по оптимизации проектирования и эксплуатации подстанций для особых потребностей крупных промышленных предприятий по - прежнему недостаточны. В этом исследовании будут рассмотрены ключевые вопросы проектирования и эксплуатации подстанций в сочетании с характеристиками крупных промышленных предприятий, чтобы предоставить предприятиям практические решения.
1 Обзор подстанций крупных промышленных предприятий
Подстанции крупных промышленных предприятий - это специализированные подстанции, спроектированные и построенные для удовлетворения крупномасштабных потребностей предприятий в электроэнергии. По сравнению с обычными гражданскими подстанциями, он имеет характеристики концентрации нагрузки, большой мощности, высоких требований к надежности. Такие подстанции обычно используют высоковольтное или высоковольтное питание с уровнем напряжения до 110 кВ или выше для удовлетворения потребностей в электроэнергии производственного оборудования предприятия.
Основные функции подстанции включают преобразование напряжения, распределение электроэнергии, компенсацию коэффициента мощности и управление защитой. Высоковольтная энергия преобразуется через трансформатор в класс напряжения, подходящий для использования в производственном оборудовании, и распределяется через распределительную сеть между различными энергоблоками. В то же время подстанция также оснащена надежными устройствами защиты и управления для обеспечения безопасной и стабильной работы энергосистемы. Для крупных промышленных предприятий подстанция является не только центром энергоснабжения, но и ключевым объектом для обеспечения непрерывности производства и качества продукции.
2 Проектирование подстанций на крупных промышленных предприятиях
Конструкция подстанции является основой для обеспечения ее безопасной и надежной работы. Прежде всего, при выборе площадки и макета следует учитывать такие факторы, как нагрузка, удобство входной и исходной линии, геологические условия и т.д., а также зарезервировать пространство для развития. Выбор оборудования является основным звеном конструкции, необходимо в соответствии с характеристиками нагрузки, емкостью короткого замыкания и другими параметрами выбора подходящего трансформатора, коммутационного оборудования, защитного устройства и так далее. Мощность основного трансформатора должна удовлетворять потребности в нагрузке и учитывать определенный запас.
Конструкция автоматизированных систем является важной особенностью современных подстанций. Должна быть настроена надежная система SCADA для выполнения функций сбора, мониторинга, защиты и управления данными. В то же время можно рассмотреть вопрос о внедрении интеллектуальной диагностики, прогнозирования нагрузки и других приложений для повышения интеллектуального уровня подстанции. Кроме того, необходимо уделять внимание проектированию средств безопасности, таких как системы заземления и защита от мин, для обеспечения безопасности персонала и оборудования.
3 Оптимизация работы подстанций на крупных промышленных предприятиях
Эксплуатационное управление является ключом к эффективности подстанции. Следует создать надежную систему управления эксплуатацией, включая систему дежурства, правила эксплуатации, планы действий в чрезвычайных ситуациях и так далее. Использование передовых систем мониторинга для мониторинга состояния работы в режиме реального времени и быстрого реагирования на аномалии. Что касается стратегии обслуживания, то она может сочетать в себе ремонт состояния и профилактическое обслуживание для повышения надежности оборудования и снижения затрат на обслуживание.
Оптимизация энергоэффективности является важной частью управления работой подстанции. Эффективность использования энергии может быть повышена путем оптимизации режима работы трансформатора, разумной конфигурации устройства реактивной компенсации, коэффициента мощности и других мер. В то же время система управления энергопотреблением может использоваться для мониторинга и анализа энергопотребления подстанций, выявления потенциала энергосбережения и разработки целевых улучшений. Кроме того, можно было бы рассмотреть вопрос о внедрении новых энергетических и накопительных систем для дальнейшего повышения энергоэффективности и надежности электропитания подстанций.
4 Комплексная автоматизированная система подстанции Acrel - 1000
4.1 Обзор программы
Интегрированная автоматизированная система мониторинга подстанции Acrel - 1000 логически состоит из уровня управления станцией и двухуровневого оборудования на интервальном уровне, а соединение осуществляется с помощью стратифицированных и открытых сетевых систем. Устройство уровня управления станцией включает в себя мониторинг хоста, обеспечение интерфейса связи человека и машины, работающего на станции, для реализации управления устройством перегородки и другими функциями, формирование мониторинга всей станции, а также удаленный мониторинг, диспетчерскую связь; Интервал состоит из нескольких вторичных подсистем, которые могут самостоятельно выполнять функцию мониторинга на месте интерферометрического оборудования в случае отказа контрольного слоя станции и сети контрольного слоя станции.
В соответствии с инженерной спецификой, дизайн имеет высокую надежность, простоту расширения и дружественный интерфейс человека и машины, система мониторинга состоит из двух частей: уровня управления станцией и слоя интервалов, с использованием иерархической распределенной сетевой структуры, сеть уровня управления станцией использует протокол TCP / IP Ethernet. Сеть уровня управления станцией использует односетевую двухмашинную конфигурацию тепловой готовности.
4.2 Место применения
Применяется в общественных зданиях, промышленных зданиях, жилых зданиях и других отраслях промышленности с уровнем напряжения ниже 35 кВ, пользовательским распределением, эксплуатационным мониторингом и управлением энергосистемами.
4.3 Структура системы
4.4 Функциональность системы
4.4.1 Мониторинг в режиме реального времени
Интегрированная автоматизированная система подстанции Acrel - 1000, визуально отображает рабочее состояние распределительной линии в виде одноразового графика распределения, в режиме реального времени контролирует напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности и другую информацию об электрических параметрах каждого контура, динамически контролирует выключатели распределительного контура, изолирующие переключатели, ножи и другие соединения, состояние шлюза и сигналы, связанные с неисправностью, сигнализацией и т.д.
4.4.2 Обработка напоминаний
Система мониторинга имеет функцию аварийного оповещения. Сигнал аварийной сигнализации включает выключение выключателя и сигнал действия защитного устройства, вызванный ненормальной работой; Уведомление включает в себя изменение общего устройства, информацию об аномалии состояния, моделирование или превышение температуры.
1) Аварийная тревога. При режиме аварийного состояния аварийная тревога немедленно выдает звуковую тревогу (громкость тревоги произвольно регулируется), экран дисплея рабочей станции оператора изменяется цветом и мигает, чтобы указать изменение устройства, в то время как всплывающее окно показывает красное положение тревоги, напоминание делится на предупреждение в реальном времени и историческое предупреждение, положение исторической тревоги имеет функцию выбора запроса и печати.
Предупреждение об аварии вручную, каждый раз подтверждая напоминание. Как только тревога подтверждена, звук, вспышка прекращается.
Этап аварийного оповещения позволяет следующему сигналу тревоги войти, то есть второе напоминание не покрывает содержимое предыдущего напоминания. Обработка напоминаний имеет функцию определения или выхода на главном компьютере.
2) Для каждого измеренного значения (включая значение вычисления) последовательность пользователей устанавливает четыре предписанных предела работы (физический нижний предел, нижний предел оповещения, верхний предел оповещения, физический верхний предел), которые определяются как предупреждение и предупреждение о происшествии соответственно.
3) Переключите аварийное отключение до этого количества или выключатель тянет шлюз к этому количеству, запустите сообщение тревоги, чтобы попросить пользователя о ремонте.
4) Способы оповещения.
Способы оповещения имеют множество проявлений, в том числе всплывающие окна, мигающие изображения, акустические и световые сирены, голос, текстовые сообщения, телефоны и т. Д. Но не ограничиваясь вышеуказанными способами, пользователи добавляют или изменяют информацию тревоги в соответствии с их собственными потребностями.
4.4.3 Регулирование и контроль
Оператор осуществляет управление электрооборудованием, которое необходимо контролировать. Система мониторинга имеет функцию оперативного надзора, которая позволяет сотрудникам опеки осуществлять надзор на рабочей станции оператора, чтобы избежать неправильной работы.
Операционный контроль делится на четыре уровня:
Контроль пункт Контроль за ремонтом оборудования на месте. Контроль приоритетов. Когда оператор помещает переключатель удаленного / местного переключателя локального устройства на место, все другие функции управления блокируются и выполняются только на месте.
Контроль уровня, резервное управление перегородкой. Его переключение с третьей ступенью управления завершается на промежуточном уровне.
Третий уровень управления, уровень управления станцией. Этот уровень управления выполняется на рабочей станции оператора с переключением на удаленный / станционный уровень управления.
Четвертый уровень управления, удаленный контроль, приоритет.
В принципе управление перегородками и управление оборудованием на месте используются в качестве резервных средств эксплуатации или ремонта. Чтобы предотвратить неправильную работу, при любом режиме управления необходимо использовать пошаговую операцию, то есть выбрать, вернуться в школу, выполнить и установить оператор, пароль опекуна и код линии на уровне станции, чтобы обеспечить безопасность и правильность операции. Для любого режима работы гарантируется, что следующая операция будет выполнена только после завершения предыдущего этапа операции. В то же время допускается только один способ контроля.
Включены следующие устройства управления: 35 кВ и следующие выключатели; Изоляторы 35 кВ и ниже и переключатели заземления заряженных механизмов; Станционные выключатели 380В; разъем главного трансформатора; Дистанционный возврат релейной защиты и удаленный сброс разъема.
3) Контроль времени. Оператор осуществляет регулируемые операции управления электрооборудованием, которое нуждается в управлении, устанавливает время запуска и выключения и завершает тайм - контроль.
4) Контрольный выход системы мониторинга. Контакты, управляющие выходом, являются пассивными, пропускная способность контакта составляет 110В (220В), 5А для постоянного тока и 220В и 5А для переменного тока.
4.4.4 Управление правами пользователей
Система настраивает функцию управления правами пользователя, которая предотвращает несанкционированное управление правами пользователя от того, чтобы несанкционированная операционная система могла определять группы прав с различными правами действия (например, администратор, обслуживающий персонал, дежурная группа и т. Д.), добавляя имя пользователя и пароль в каждую группу прав, обеспечивая надежную безопасность для работы, обслуживания и управления системой.
4.5 Конфигурация аппаратного обеспечения системы
| Сфера применения | модель | Фотографии | функция защиты | ||
| Комплексная автоматизированная система подстанций 35кВ | Акрель- 1000 |
| Может отображать основную схему подключения подстанции, имитировать работу распределительной сети, реализовать режим беспилотного дежурства; В соответствии с последовательной записью событий, исторической кривой, записью неисправностей, чтобы помочь обслуживающему персоналу в достижении быстрого анализа неисправностей, позиционирования и устранения проблем, минимизировать время отключения электроэнергии; Сбор в режиме реального времени тока, напряжения, мощности, электрической энергии и гармоники, колебаний напряжения и других параметров каждого контура и оборудования для анализа энергопотребления и управления энергоэффективностью распределительных систем и энергопотребляющих устройств | ||
| Шлюз | Анет- 2E8S1 |
| 8 последовательный порт RS485, изоляция с оптической связью, 2 - канальный интерфейс Ethernet, поддерживающий ModbusRtu, ModbusTCP, DL / T645 - 1997, DL / T645 - 2007, CJT188 - 2004, OPC UA и другие протоколы доступа к данным, ModbusTCP (основной), 104 (основной, основной), потребление энергии в строительстве, SNMP, MQTT и другие протоколы загрузки, поддержка прерывания, XML, JSON для передачи данных, поддержка стандартной карты SD объемом 8 ГБ (32 ГБ), поддержка многократной передачи данных на различные платформы; Несколько напоминаний для каждого устройства. Входное питание: AC / DC 220V, установка с направляющей. | ||
| 35 кВ / 10 кВ / 6 кВ Защита дугой | АРБ6-А6 |
| Время действия: Критерий дуговой монометрии 3,8 мс Двойной критерий тока дуги 7,8 мс | 0.4 kV ~ 35 kV: Настройка 1 хоста на каждый сегмент шины. | |
| АРБ6-А12 | |||||
| АРБ6-А18 | |||||
| АРБ6-А24 | |||||
| АРБ6-А30 | |||||
| подбор | Интерфейс Ethernet 2 и 3 | ||||
| АРБ-С0 |
| пассивный широкоугольный широкополосный зонд (Без батарей, без обслуживания) Собственная фильтрация. Полная изоляция без металлических компонентов (Отсутствие угрозы электрической безопасности) Комплект огнестойких волокон двойного действия (20 м) | Шкаф высокого давления: шинная камера оснащена дуговым зондом, ручная и кабельная комнаты могут быть оснащены по одному дуговому зонду по мере необходимости. Шкаф низкого давления: 1 дуговой зонд размещается в главном ряду. | ||
| АРБ-С1 |
| пассивный широкоугольный ультрафиолетовый зонд (Без батарей, без обслуживания) Собственная фильтрация. Стандартный интерфейс ST (Применение национальных сетей) Комплект огнестойких волокон двойного действия (20 м) | |||
| 35 кВ / 10 кВ / 6 кВ Электрическая масса входного шкафа Онлайновый мониторинг | APView500 |
| ток фазового напряжения + ток нулевой последовательности напряжения, неравномерность тока напряжения, активная реактивная мощность и электрическая энергия, предупреждение о событиях и запись неисправностей, гармоника (напряжение / ток 63 гармоники, 63 межгрупповой гармоники, гармонический фазовый угол, гармоническое содержание, гармоническая мощность, гармоническая скорость искажения, K - ген) 1, связь 2RS485 + 1RS232 + 1GPS, 3 Ethernet интерфейс (+ 1 обслуживающий сетевой порт) + 1USB интерфейс поддерживает считывание данных на флешке и поддерживает протокол 61850. | ||
| 35кВ/100кВ/6кВ Интеллектуальное управление интервалом, Узловое измерение температуры | АСД500 |
| 5 - дюймовый жидкокристаллический цветной экран динамически отображает аналоговую диаграмму и индикатор запаса энергии пружины, высоковольтный заряженный дисплей и блокировка, электрическая фаза, ядерная фаза, 3 - канальный температурный контроль и дисплей, дальний / местный, распределительный шлюз, ручка хранения энергии, предварительная проблесковая индикация, индикация исправности распределительного затвора, измерение напряжения в цепи включения, индукция человека, управление освещением в шкафу, 1 - канальная Ethernet, 2 - канальная RS485, 1 - канальный USB интерфейс, GPS - время, беспроводное измерение температуры электрического контакта в шкафу высокого давления, полный параметр температуры, импульсный выход 20mA; | ||
| 35 кВ / 10 кВ / 6 кВ измерение параметров интервала | АПМ830 |
| Трехфазный (1, U, kW, kvar, kWh, kvarh, Hz, cos), ток нулевой последовательности In, четырехквадрантная электрическая энергия, в реальном времени и потребности, значения этого месяца и предыдущего месяца, ток, неравномерность напряжения, 66 типов сигнализации и внешних событий (SOE) по 16 записей событий, поддерживающих запись расширения SD - карты, 2 - 63 гармоники, 2D1 + 2D0, RS485 / Modbus, LCD дисплей; | ||
| обмотка трансформатора Температурный контроль | АРТМ-8 |
| 8 Дорожный температурный контроль, предварительно зарытый интерфейс PT100, RS485, выход реле 2; | ||
| Термометрия штуцера трансформатора | ARTM-Pn-E |
| Беспроводной термометрический сбор обеспечивает доступ к 60 беспроводным термометрическим датчикам; U, I, P, Q и другие измерения полностью электрических параметров; 2 Выход сигнализации; 1 канал RS485; | ||
| АТЭ400 |
| Сплавовые пластины фиксированы, КТ индукционно принимает электричество, пусковой ток более 5А, диапазон измерения температуры - 50 - 125С, точность измерения ±1°С; Расстояние беспроводной передачи 150 метров; | |||
| Сфера применения | модель | Фотографии | функция защиты | Другие функции | |
| 35 кВ/10 кВ/ Входная линия 6кВ | АМ6-Л |
| Трехступенчатая защита от перенапряжения (с направлением, блокировкой низкого давления), защита от перегрузки, оповещение об обрыве PT, защита от обратной мощности, трехфазное однократное выключение, низкочастотное снижение нагрузки, проверка синхронизации, защита от замыкания, защита от неисправности выключателя; | Операционный контур, Двойной эфир, Двойной 485, 2 Путь 4 - 20 мА Изменить Экспорт, Запись неисправностей, Сроки GPS, измерение полной мощности измерение постоянного тока
| |
| 35 кВ/10 кВ/ 6 кВ фидер | АМ6-Л | Трехступенчатая защита от перенапряжения (с направлением, блокировкой низкого давления), защита от перегрузки, оповещение об обрыве PT, защита от обратной мощности, трехфазное однократное выключение, низкочастотное снижение нагрузки, проверка синхронизации, защита от замыкания, защита от неисправности выключателя; | |||
| Основные изменения 35 кВ (свыше 2000 кВА) | АМ6-Д2/ АМ-3 | Двухколёсная / трехколёсная дифференциальная защита от разрыва, пропорциональная дифференциальная защита торможения; | |||
| АМ6-ТБ | Контроль и измерение резервной защиты трансформатора, трехступенчатая защита от перенапряжения (с направлением, блокировка комбинированного напряжения), защита от неэлектрического тока, защита от пуска вентиляции, сигнализация о разрыве линии PT, передача дистанционного подъема, передача дистанционного регулирования, аварийная остановка с дистанционным управлением; | ||||
| 35 кВ/10 кВ/ 6 кВ Заводское изменение | АМ6-С | Трехступенчатая защита от перенапряжения (с направлением, блокировка комбинированного напряжения), перенапряжение нулевой последовательности, защита от перегрузки (предупреждение / отключение), предупреждение о неисправности управления, оповещение о разрыве PT, защита без электричества; | |||
| Электродвигатель 35 кВ (свыше 2000 кВт) | АМ6-МД | Дифференциальная защита от разрыва скорости, пропорциональная дифференциальная защита, перенапряжение, перегрузка, блокировка и другая комплексная защита двигателя; | |||
| 10кВ/6кВ асинхронный Н - образный авиационный | АМ6-М | Двухступенчатая защита от перенапряжения / перенапряжения нулевой последовательности / перенапряжения отрицательной последовательности, защита от перегрузки (оповещение / отключение), защита от низкого напряжения, сигнализация об отключении PT, защита от блокировки, время ожидания запуска, защита от тепловой перегрузки, дисбаланс напряжения; | |||
| 35 кВ / 10 кВ / 6 кВ ПТ Мониторинг | АМ6-УБ | PT параллельный / разрешённый столбец, мониторинг PT; | |||
| 10кВ/6кВ Конденсатор | АМ6-С | Двухступенчатая защита от перенапряжения / нулевой последовательности, защита от перегрузки (предупреждение / отключение), сигнализация об отключении PT, отключение от перенапряжения / пониженного напряжения, защита от несбалансированного напряжения / тока; | |||
| 35 кВ/10 кВ/ Матрица 6kV | АМ6-Б | Двухходовой резерв / материнский резерв / адаптивный резерв, тангенциальный резерв, трехступенчатая защита от перенапряжения (с направлением, блокировка комбинированного напряжения), сигнализация о разрыве линии PT, сигнализация о перегрузке / тревога, проверка того же периода, защита кольца; | |||
5 Резюме
Научная и рациональная конструкция подстанции является основой для обеспечения ее безопасной и надежной работы, следует обратить внимание на макет площадки, выбор оборудования и проектирование автоматизированных систем; Стратегии управления эксплуатацией и меры по оптимизации энергоэффективности могут значительно повысить эксплуатационную эффективность и экономическую эффективность подстанций; В будущем, с развитием интеллектуальных сетевых технологий, подстанции крупных промышленных предприятий будут развиваться в направлении более интеллектуального и автоматизированного, обеспечивая более надежное энергоснабжение предприятий.