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高壓開關柜智能監測管理系統簡介

2017-06-05

  一、概述

  當前配電網的綜合自動化正在迅速發展,變(配)電所都在努力實現無人值班。開關柜是電力系統中不可缺少的重要環節,它擔負著頻繁送電、斷電和電能重新分配的繁重任務,對電網和負荷的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。因此,不僅要求運行中的開關柜要有高度的可靠性,而且還要監視開關柜的運行狀態。開關柜智能化的目標首先應實現自檢和自控功能。

  開關柜的智能化要求的功能和內容十分廣泛,目前尚無一個規范的模式,為了實現自檢和自控的目標,目前主要從以下三方面著手考慮:實現開關柜內絕緣特性的監視診斷;實現開關柜內導電回路性能檢測;實現開關柜內操作系統機械性能檢測。

  傳統的開關柜存在如下缺點:不適應實時監測的要求,不利于電力系統的安全、穩定運行。本身沒有故障自診斷的能力,只有等到保護裝置發生拒動或誤動后才能發現問題。維護工作量大,設備可靠性差,不利于提高運行管理水平和自動化水平。

  為了解決傳統開關柜的不足,需要對開關柜進行智能化改造,利用傳感網技術、無線通信技術、三維可視化建模技術的最新研究成果,結合開關柜故障檢測專家知識庫,實現對開關柜運行狀態的實時監測、故障診斷預警;并通過集中檢測管理模式來降低維護工作量。

  大全集團有限公司作為成套電器行業的龍頭企業,近些年發展迅猛,年產值已達百億規模。面對激烈的競爭環境,若想保持住此良好的發展勢頭,必須要轉變市場競爭手段,提高產品附加值,由單純低端制造向高端制造服務轉變?;谝陨显?,大全集團抓住機會,與國內高等院校合作開發出了符合國網建設的新一代KYN28-12智能中壓柜。

  二、系統方案介紹

  系統總體架構:

  開關柜監測管理系統的架構分為四個層次:感知層、傳輸層、數據層、應用層,如圖1所示:

  圖1:系統總體架構

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  其中,感知層的作用是:實現開關柜運行狀態信息的感知與收集;傳輸層的作用是:實現監測信息實時、可靠傳輸;數據層的作用是:采集數據融合、知識庫管理;應用層的作用是:提供開關柜監測應用服務。

  系統拓撲圖:

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  開關柜狀態集中監測:開關柜內各個傳感器采集到的信息,經過信息匯集后,傳送到數據采集服務器中進行統一管理,集中監測開關柜運行狀態、故障診斷報警。為了方便網絡部署,開關柜與數據采集服務器間采用無線通信方式。另外通過互聯網還可實現遠程在線監測。集中監控系統拓撲圖如圖2所示:

  圖2:集中監控系統拓撲圖

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  開關柜內傳感器采用有線傳輸方式:傳感器通過RS232/RS485等方式連入信息匯集器,信息匯集器(基于單片機)將對各路異構采集信息進行數據融合,并發送給數據采集服務器(個別采集點可以考慮采用無線傳感器,通過無線傳輸方式將采集信息發送給信息匯集器)。柜內傳感網拓撲圖如圖3所示:

  圖3:開關柜傳感網拓撲圖

  系統主要功能:

  開關柜運行狀態監測(三維可視化)。通過在開關柜關鍵位置安裝各類傳感器,可以實時采集到開關柜的運行狀態,并對各項采集參數實時記錄存檔,通過設置數據安全指數閥值,做到及時有效的發現故障。

  建立開關柜三維模型,以三維模式直觀的展示各傳感器安裝位置,便于追蹤查找報警信息點。

  各個開關柜集中管理,及時有效的發現故障,并通過多種方式(聲光報警器、電子郵件、手機短信等)通知相關負責人。

  基于知識庫的故障診斷。對開關柜的重要參數進行連續的在線監測,不僅可以提供設備現有的狀態,而且還能分析各種重要參數的變化趨勢,通過基于知識庫的專家系統對現在和歷史數據進行綜合分析,識別存在的故障,為設備的狀態維修提供依據,從而增大設備的維修保養周期,提高設備的利用率,減少維修保養的費用。

  開關柜定檢管理。通過關鍵件全生命周期管理庫,可以了解到開關柜中關鍵件的有效期、檢修周期,保證對開關柜中關鍵件進行及時的檢修、維護,從而保證開關柜的可靠運行。

  同時為了保證開關柜的正常運轉,企業提供開關柜定檢計劃管理,用戶只需要進行簡單的參數配置,系統就根據定檢計劃自動提醒用戶按時進行檢修、維護,從而防患于未然。

  基于遠程在線監測的MRO服務。開關柜故障種類繁多,僅通過基于知識庫的故障診斷難以解決所有的現場問題,還需要有經驗的維修人員來對故障進行深入診斷。通常用戶的維修人員水平不高,設備故障的排除最終還是需要企業維修人員來支持;另外用戶業務繁多,難以安排專人對開關柜運行狀態進行實時監測,有可能導致報警信息被忽略。

  通過遠程在線監測,可以在企業遠端構建集中式監測平臺,安排專人進行開關柜運行監測,避免報警信息被漏掉的情況。另外企業能夠遠程了解到開關柜的實時運行細節,就可以在遠程進行設備異常會診,遠程指導用戶的維修人員來解決大多數的異常情況(甚至疑難故障),大幅提升維護支持響應時間,降低用戶設備停機時間,提高設備利用率。同時減少企業維修人員出差次數,節約維修成本,提高維修利潤。

  基于Webservice的系統集成接口。系統對外主要采用Webservice技術實現集成接口的封裝、發布以及其他系統調用訪問,其他管理系統只需根據需要調用本系統提供的Webservice即可實現集成。

  大全集團開發的新一代智能KYN28-12中壓開關柜可以實現開關柜內絕緣特性的監視診斷;實現開關柜內導電回路性能檢測;實現開關柜內操作系統機械性能檢測,這些功能的實現必將提高大全產品在市場上的競爭力。我們還將根據客戶的要求進一步完善產品。


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