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      1. 關于環網柜設備的智能化技術介紹

        發布時間:2022-05-25 13:43:33

        《電力發展十三五設計》提出制作智能電網,促進智能互聯,全面行進電力體系的智能化水平。智能電網制作通過近幾年的發展,越來越多的智能化電力設備投運到供電體系中,配電體系的電氣設備智能控制技能得到較快的發展。

        1、智能環網柜

        智能環網柜是將信息技能交融到傳統控制器中,以數字化信息的獲取、處理、運用和傳遞為基礎,在敞開和互聯的信息辦法基礎上,進一步行進電器的功用方針以及本身的可靠性和安全性,一同為智能電網的工作控制供應更加完善和豐富的數字化信息,以行進體系的整體功用。

         

        2、智能環網柜上、中、下三層結構設計

        1)結束柜體的一次和二次部分的一體化,結束即插即用的辦法。

        2)依據環網柜在線路中地點的方位,差異不同的功用。

        3)必須與先進控制技能結合結束信息溝通的精確性。

        4)集缺陷判別、長途操作、安全控制于一體。

          

        一、智能設備根本特征

        1、智能硬件及嵌入軟件

        智能設備一般具有更雜亂的硬件結構,包含傳感器、微處理器、數據存儲、控制和嵌入式操作體系。大多數智能設備都銜接到互聯網,但并非全部連網設備都是智能的。

        智能設備是智能控制體系首要的組成部分,智能配電體系首要的智能設備除了CPU屏、嵌入操作控制體系、智能外表、智能監控設備、智能閃現設備等;而配電體系運用最多的智能設備是智能外表。

        智能外表帶有一路或許多路通訊端口,通過通訊口與CPU操作體系銜接,長途讀取外表內電流值、電壓值、無功功率、有功功率、有功電度、無功電度、功率因數、電網頻率以及接入外表開關量輸入模塊的斷路器工作狀況等相關參數信息;一同現場終端外表也可通過通訊網絡控制外表繼電器輸出的閉合與斷開來控制斷路器的合分閘。

         

        智能環網成套設備的先進傳感器元件運用。

        1)集成化單一的狀況監測功用外表被概括控制設備替代。

        2)網絡化開關設備具有總線標準的狀況監測和確診接口,支撐長途功用調用。

        3)模塊化智能開關設備狀況監測、確診和控制所需求的各個功用逐漸模塊化,標準化,具有高度的可互換性和可裝備性。

        4)智能確診開關設備將具有必定程度的嵌入式確診和報警才調。

        5)將能夠結束設備全生命周期數據的處理。

        6)具有更多狀況監測功用,例如柜體氣壓、接口局放、電弧光、SF6泄漏等。

        7)將發展出一系列的輔佐功用,如設備物料處理、設備文檔處理、SOE等。

        8)本地和長途接口更加豐富:USB,藍牙,串口,網口。

        9)支撐本地視頻閃現和網絡視頻(圖像)服務器功用。

        10)與開關設備一次、二次更緊密結合,一同通過系列化檢驗,保證設備的絕緣、精度和可靠性。

         

        2、通訊聯網設備

        連網設備首要是指具有實質功用的設備,該設備銜接到互聯網以傳輸數據或被長途控制。術語泛在電力物聯網是指用于收集和溝通數據的連網設備和體系組成的巨大網絡。

         

        3、智能設備能夠猜想缺陷

        智能化是當設備意外產生缺陷時,就修理和出產力丟掉而言,可能要支付巨大的價值。設備在機械部件上的物聯網傳感器能夠在任何嚴重停機之前檢測到問題,然后提早解決問題并減少丟掉。

        二、智能制作發展新趨勢

        1、需求導向、痛點聚集將指引工業人工智能從志向走入實踐

        2、工業大數據將成為智能制作和工業互聯網發展的中心

        3、根據大數據的工業智能將帶來更多服務型運用場景

        4、設備狀況智能處理體系將成為長途運維的新辦法

        5、工業區塊鏈將服務于數據安全及分布式智能出產網絡

        6、協作機器人將成為工業機器人的干流發展方向

        7、算法的工業智能渠道將成為運用場景的重要柱石

        8、協同將成為工業智能運用產品重要技能路途

        9、5G技能將引領工業網絡發展

        10、智化將成為制作業轉型發展的突破口

         

        三、新一代智能環網柜

        智能裝備是具有感知、剖析、推理、選擇計劃、控制功用的先進裝備,它是先進制作技能、信息技能和智能技能的集成和深度交融,并且是智能電網制作的必不可少的要害裝備。智能開關柜晉級了傳統開關柜設備裝備辦法,以智能外表、智能斷路器、智能開關維護器、重合起動器及可編程邏輯控制器(programmable logic controller, PLC)等智能器件組成的配電體系代替傳統以主令器件(一般指針外表、斷路器、繼電器、接觸器、熔斷器、熱繼電器)組成的配電體系。 智能電網技能的根本特征是開關設備的信息化、主動化和和互動化,終究結束電力資源的優化裝備。智能環網柜是智能電網設備構成中非常重要的組成部分,為了習氣智能電網的需求,一同也是電力設備本身功用行進的要求,發展智能一體化開關設備成為必然趨勢。

         

        1、智能外表

        智能外表帶有不同回路數的開關量輸入與繼電器輸出模塊,運用外表的開關量輸入模塊,能夠將斷路器的合分閘信號及缺陷信號接入外表;將外表的繼電器輸出模塊串入斷路器合分閘回路,能夠結束對斷路器合分閘的遙控操作。

        智能終端設備能夠適用于10kV-20kV野外多種電力開關柜。

        開關柜智能控制設備功用強大,它以一體化的結構布局配套于開關柜,簡化了開關柜的面板設計,美化了面板布局。

        具有動態數字指示、帶電閃現及閉鎖、及其控制狀況、一次回路電壓值電流值閃現、遠方/就地操作、長途通訊等功用,智能設備的設備運用使傳統電力開關柜進一步行進了智能化、網絡化、數字化,在互聯網+”辦法下結束電網工作的智能化

         

        2、智能斷路器

        配電網線路缺陷首要是由線路過電壓、過電流構成電網維護設備跳閘,供電線路停電是缺陷的體現辦法。

        在城市配電網推廣智能環網開關柜能夠在撲朔迷離的電網中,快速找到缺陷產生地址,掃除缺陷及時康復電網供電。

        配電網線路缺陷時繼電維護及安全主動設備活絡分斷線路,維護電網設備不被損壞。

        過電壓、過電流速斷維護、單相小電流接地缺陷維護

        (1)相(A、B、C)與接地(N)缺陷檢測

        假定配電線路中丈量的電流逾越缺陷檢測的拾取電平,通過電源側維護設備檢測到無電壓(死線),則當即檢測缺陷并在恰當時刻后判別缺陷類型(瞬間/臨時)。此刻,相與接地的拾取電平另行設置。

        (2)判定缺陷方向

        進行缺陷檢測時,關于相及接地運用正相序及逆相序要素判定方向。

        (3)抵擋浪涌

        在丈量的電流值上運用時刻和倍數,假定開關的電源側和負荷側為活線時,丈量的電流值在浪涌時刻以內逾越缺陷檢測的拾取電平,但未抵達浪涌倍數,則不進行缺陷檢測的功用。此刻,相與接地的時刻和倍數另行設置。

        (4)非接地配電體系的缺陷檢測

        中性點非接地配電體系由2條以上的支線構成時,假定產生接地事端,雖然能夠依據零序電壓(Vo)辨認是否產生缺陷,但由于在非接地配電體系中相同丈量到零序電壓(Vo),無法辨認是哪條支撐產生了缺陷。SZLL-6160DTU終端設備能夠接納體系仿照丈量值。通過剖析上述零序電壓和由零序電流互感器丈量的零序電流相位聯系,能夠完美地檢測出接地缺陷檢測區域。

        (5)維護幫忙

        假定配電線路中產生缺陷,則與電源側維護設備協作,假定因電源側維護設備的堵截而檢測到無電壓(死線),則發動設備的維護功用;用設備算法給出定位缺陷導致的停電區域。

        (6)瞬間電流變化檢測

        丈量的電流值未逾越缺陷檢查電平,但與以前丈量的電流值比較,假定比瞬間電流變化檢測的設置電平(%)高出許多則進行檢測的功用。

         

        3、主動線路缺陷檢測

        電網智能開關設備;是具有感知線路缺陷、剖析缺陷原因、本地做出選擇計劃、控制開關分合功用的先進電子化裝備。

        供電線路缺陷按性質分:大部分歸于瞬時缺陷,小電流接地體系的單相接地缺陷大約占到總缺陷率的70%左右。所以判別線路的缺陷性質,對維護供電設備行進供電安全可靠性至關重要。

        瞬時缺陷與永久缺陷的電氣形狀不一樣,能夠依據缺陷的電氣參數差異瞬時缺陷和永久缺陷。

        缺陷指示器(缺陷信息FI )FaultInformation

        設備能夠依據收集的電流大小及設置的定值,判別缺陷電流(單相、相間、接地),據此得出缺陷信息,并把這些缺陷量送往配電網控制中心,為缺陷剖析、判別和負荷轉移供應依據,并協作配電控制中心,進行缺陷阻隔和非缺陷區段的供電。缺陷信號能以遙信辦法快速閉鎖設備,以缺陷指示燈點亮報警。然后永久保存在DTU 設備內,通過隨機處理軟件隨時現場讀取。

        1)缺陷信息用于指示缺陷區段,特其他邏輯能夠判別出是瞬時缺陷仍是永久缺陷,缺陷指示器便是用信號燈直觀快速標明線路缺陷的類型,是缺陷信息的可視化標明。

        2)產生瞬時缺陷時,按康復按鈕缺陷指示器信號清除。產生永久缺陷時,按康復按鈕也無法清除缺陷信號。

        3)缺陷信息包含開端時刻、缺陷電流大小、結束時刻、過流的次數以及缺陷是瞬時的仍是永久的。

        4)缺陷信息指示器能夠檢測缺陷產生在上級,然后給出正確的缺陷信息。

        5)檢測缺陷的回路有檢測電壓、電流的辦法和只檢測電流的辦法。

        4、環網邏輯控制

        1)主動核相及相位檢測

        在回路配網供電體系中會呈現回路切換倒閘動作,對相同步檢測很有必要,當同步檢測失利(相角不一致)體系主動閉鎖阻止倒閘操作。終端的檢測功用用于電源與負荷間的同步檢測。在徑向體系中同步失利不是什么問題。當開關斷開時,負荷側斷電。所以同步檢測是不必要的。但是在回路體系中同步檢測必須在閉鎖開關行進行。假定電源側與負荷側的電壓相量有很大的差,許多的循環電流能夠流經線路。設置規模為00-80[]每步10[]。默認值為30[]。

        當電源側電壓(Va)和負荷側電壓(Vr)相差高于預設值時,此指示燈變亮。合閘控制前,與同期失利信息和斷線確診連鎖。假定是同期失利,合閘控制指令被阻止。

        2)跨線轉供電

        10KV 線路轉供電是指改動供電方向,把用戶的供電線路改動,從其他的線路或變電站供電。在進行轉供電的時分假定電源是徑向的(也便是同方向的)能夠直接操作。操作次第是先斷開線路,用戶短時刻停電也便是負荷側斷電,然后合上電源康復供電。

        智能環網柜能夠結束線路的不停電轉供電(帶電轉供電)。假定進行相向電源合閘(雙側線路帶電)時,必定要檢測雙側線路的電壓降在正常規模(10%)以內,電源側與負荷側的電壓降有很大的差額,許多的循環電流能夠流經線路,對沖電流構成浪涌沖擊雙側線路設備。由于電源來自不同的線路,相序檢測也很有不要,合閘必定要在智能環網柜閉鎖操作之行進行,不然操作會被體系主動阻止。相同道理在環網工作辦法下,同步檢測是隨時檢測的,在回路體系操作也必須在閉鎖開關進行前才調施行操作。

        相序的判別依據旋轉矢量角的旋轉方向招認三相溝通電的相序。旋轉矢量角的旋轉方向通過收集三相實時電壓/電流信號,求取電壓/電流旋轉矢量的相角差,核算必定時刻間隔之間的旋轉矢量相角差,依據所核算的旋轉矢量相角差的符號招認旋轉矢量角的旋轉方向,旋轉矢量角的旋轉方向可通過核算在一個市電周期之間的旋轉矢量相角差招認,旋轉矢量角可依據反三角函數核算,其地點象限值由坐標轉換后的兩相值的極性判別,相角差經濾波處理或求平均值后能夠得到精確安穩的數據,智能化開關柜設備要求適用性強,數據收集精度高剖析判定成果精確。

         

        四、智能環網成套設備標準化

        智能環網柜整體設計要求根據世界標準和國家頒布的有關標準,堅持一致 技能標準、設計參數標準化的準則,為未來業務發展及設備技能水平的行進奠定出色的基礎。

         

        1、智能環網柜的根本功用

        智能環網柜根本功用首要包含三個方面:

        1)結束環網轉供電線路電壓電流方向的感知。

        2)結束開關分合閘安全邏輯控制,對各觸點方位狀況監測和招認;

        3)快速發現和處理電網缺陷。

         

        2、智能電網智能環網成套設備發展趨勢

        1)智能環網成套設備要具有通用性、免維護、智能化、小型化、操作便當、外觀精巧、低成本金屬關閉開關將向著高可靠性的方向發展。所以,開發新一代智能環網柜應該全工況、免維護、高可靠性、小型化的負荷開關以及環網柜,這樣做可結束配電主動化,是環網柜發展的重要方向。

        2)配電網測控維護技能將向廣域信息、自習氣、可邏輯重組、支撐動態在整定的方向發展,以習氣多元化電源和活絡供、配電的要求。各種維護、控制技能將進一步與配電一次設備相互浸透、交融,發展為一體化智能設備。智能終端設備:人工智能突破了空間的信息溝通捆綁,而將核算機網絡/互聯網技能運用到智能化現場終端范疇。完全代替了傳統上人工現場操作辦法,完全把人工操作的設備技能晉級為智能化控制設備。

         

        3、智能環網柜的首要運用

        1)缺陷判別、報警(大電流體系辦法下)

        2)缺陷切除、阻隔(小電流接地辦法下)

        3)主動跨線(跨網)合環轉供電、結束長途分合閘(合環轉供電)操作

        4)各種線路缺陷在線仿照檢驗、

        5)設備工作狀況自檢流程

         

        4、整機調試流程

        施行10KV 饋線主動化能夠在配網主動化體系里一起結束,結束饋線主動化(主動判別缺陷阻隔缺陷)首要有三種辦法:

        1)多斷路器組合通過各斷路器次第協作阻隔缺陷,這種辦法常被稱為過電流判別法。

        210KV 線路上設備多臺分段開關,當缺陷時斷路器跳閘構成線路失壓,線路上全部的分段開關全部主動分閘,通過逐漸來電合閘的辦法,阻隔缺陷區域。這種辦法稱為電壓法。

        3)選用智能環網柜的缺陷判別功用,直接把缺陷線路的開關分閘,結束一次定位一次切除缺陷。這種辦法便是結合了電壓法和電流法的特色,用智能的辦法進行核算判別,所以智能環網柜的缺陷阻隔功率最高。

         

         

        5、10kV-20kV 智能環網柜制作施工計劃

        1)開關柜智能控制設備DTU 二次設備(嵌入式智能終端)是開關柜主動化成套設備的中心部件。其間電子控制器是針對當時中壓體系開關柜研制開發的一種新式、多功用、電控制制安排。

        2)智能化數字化動態指示的現場終端信息收集DTU設備。對傳統裝備進行信息化技能晉級改造,便是要把集成了工業主動化技能的嵌入式智能控制單元,通過添加元器件的技能改裝,使開關設備的電氣功用得到行進,能夠無缺的結束配網主動化,系列配套產品供應了可靠的配網主動化設備設計改造的解決計劃。

        (3)、設備的兼容性是要害,電子控制器要能夠安全的控制各種類型的開關設備。

        (4)、開關柜要從手動操作晉級改構成遠動操作,首要便是加裝電動機驅動結構,把人工用搬桿操作轉化化為按鈕操作。

         

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