在城網中的負荷密集區,大多建友開閉所(開關站),再從開閉所直接向用戶供電。開閉所是配電網底層最基本的單元,電壓等級大多為10KV。對開閉所進行實時監控,是配電網自動化的基本功能之一。開閉所的數字化和智能化是實現電網智能化的重要一環。
一、現狀分析
目前實現配電網開閉所監控的常見模式有集中式RTU、分布式RTU和分布式的保護和監控一體化。
以上三種模式,即使是采用先進的微機保護裝置模式,也只能單純的實現對開關設備運行狀態的監控,而無法實現對開閉所整體狀況的全面監控。而且即使是對開關設備運行狀態的監控,各種微機保護裝置采用的技術方案也是均為較老的版本,已無法適應電網數字化發展的方向。
目前許多城市開閉所熟量多,分布廣,運行維護人員對開閉所巡視的周期往往較長,平時對開閉所內發生的情況無法及時了解。因此開發集合最新計算機技術、控制技術、通信技術的10KV開閉所智能化監控整體解決方案具有光明的應用前景。
二、系統組成
10KV開閉所監控系統由開關柜保護系統、通信管理及監控系統、外圍輔助系統、通信遠傳系統組成,如下圖所示:
三、智能監控功能的實現
在本方案中,開關柜保護裝置,除了常規的保護功能外,還能對就地開關柜更多的信號進行采集,如溫濕度、火光、煙霧報警等信息,并自帶錄波功能,所有數據均采用數字信號進行傳輸。同時保護裝置自帶的一個10M網絡口用于單裝置的程序下傳及調試,還有2個以太網口用于在10KV開閉所內部組建2個高速100M光纖以太網網絡,進行高速的信息互通。這樣原本需要通過二次電纜連接傳輸的信息,改成光纖傳輸,可節省大量二次電纜,降低成本和安裝費用。
而通信及監控管理系統通過在工業級控制裝置中內嵌的功能管理軟件,可以像專業的運行人員一樣24h對開閉所進行管理。管理軟件內集成了10KV開閉所內設備的所有操作及信息管理功能,并具有自動識別一次系統狀態,及部分五防的功能。而且一旦開閉所內的線路或斷路器出現故障跳閘或重合,它會自動的啟動故障分析軟件進行故障分析,形成故障分析報告。
除了對設備本身的運行狀態進行監控外,本方案的外圍輔助系統可以實現以下功能:
(1)設備監視功能。系統利用安裝在監視目標區域的攝像機,對開閉所內主設備進行全方位布防監視,如斷路器分合指示以及運行狀態,包括對現場檢修人員進行實時的技術指導等。
(2)防盜功能。主要是依靠攝像探頭對1OkV幵閉所的出入口及開閉所內部進行監視,一旦有活動物體進入,自動進行錄像,同時將圖像信息通過通信設備遠傳給相關部門和人員,相關人員可以依據圖像內容,決定是否啟動語音告警。
(3)環境監控功能。通過對每臺開關柜內部安裝的溫濕度控制系統及開閉所室內溫濕度控制系統進行集成,可以在開關柜或室內溫濕度超過設定值時,啟動除濕或調溫裝罝進行調節,相應信息可以通過通信設備遠傳給管理中心。
(4)消防預警功能。通過在10KV開閉所內安裝的煙霧探測裝置。在火災發生的第一時間可以向監控人員提供預警功能。
四、總結:
10kV開閉所智能化監控解決方案不但實現了設備的自我管理功能,而且各類信息的遠傳均可通過電信寬帶或3G無線網絡來實現。這樣管理人員可以在任何地點、任何時間通過專門的軟件實時了解任何一個開閉所的運行情況,及時發現故障,快速處理,大大提高了開閉所運行的安全性、可靠性。