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| 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化 |
電力系統(tǒng)存在著大量非線性、沖擊性和波動性負荷,比如大功率的變頻設(shè)備及拖動裝置、電氣化鐵路、電化工業(yè)的整流設(shè)備、感應(yīng)加熱爐,電弧爐等,這些負荷造成了電網(wǎng)發(fā)生波形畸變（諧波）、電壓波動、閃變、三相不平衡、非對稱性,使得電網(wǎng)電能質(zhì)量的嚴重降低.同時,基于計算機,微處理器控制的精密電子儀器在國民經(jīng)濟企業(yè)中大量使用,對供電質(zhì)量的敏感程度越來越高,對電能質(zhì)量提出了更高的要求,從而使電能質(zhì)量問題及其解決措施逐漸成為研究的熱點。
要對電網(wǎng)的電能質(zhì)量進行改善,首先要對電能質(zhì)量做出****的檢測和分析,測量電網(wǎng)的電能質(zhì)量水平,并分析和判斷造成各種電能質(zhì)量問題的原因,為電能質(zhì)量的改善提供依據(jù)。
1.電能質(zhì)量在線監(jiān)測方式
目前,國內(nèi)外對電能質(zhì)量的監(jiān)測方式大致分為三種：專門測量、定期或不定期檢測以及在線監(jiān)測。
專門測量,即對各種干擾負荷或補償設(shè)備,如電弧爐、換流設(shè)備、電容器組、濾波器等在接入電網(wǎng)前后,測量這些設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量各項指標的影響,通過與國家相關(guān)標準對照,決定其是否可以投運.定期或不定期檢測,即針對普通電力干擾源,根據(jù)干擾的大小、危害程序和需要等采取定期或不定期檢測方式.定期檢測多用于電網(wǎng)電能質(zhì)量的定期普查,主要目的是全面了解全網(wǎng)電能質(zhì)量水平和干擾源的特性；不定期檢測是針對電力用戶的特殊電能質(zhì)量問題進行檢測分析。
在線監(jiān)測,也稱為連續(xù)監(jiān)測、全過程監(jiān)測或日常監(jiān)測等.即對于大型干擾源如煉鋼廠、電氣化鐵路等必須按照電能質(zhì)量標準,對電壓偏差、頻率偏差、諧波、電壓波動和閃變、三相不平衡等指標進行連續(xù)跟蹤監(jiān)測。
隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和信息技術(shù)的迅速進步,為適應(yīng)當代電力系統(tǒng)運行的需要,電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)正向著網(wǎng)絡(luò)化、信息化、標準化的方向發(fā)展。
2.監(jiān)測點的確定
測量點的正確選擇直接關(guān)系到測量的****度和測量效果.按照國家電能質(zhì)量標準,為了掌握電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量水平,將監(jiān)測點分為電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè).
在電網(wǎng)側(cè),500 kV、220 kV、110 kV和35 kV變電站的主變和不同電壓等級母線,以及發(fā)電廠主變等處要設(shè)置監(jiān)測點.特別要提出的是目前電氣化鐵路線路一般直接從220 kV變電站引線,通過220 kV/25 kV降壓對電氣化網(wǎng)絡(luò)進行供電.由于電氣化鐵路對電網(wǎng)的影響比較大,所以在這些出線的地方也要設(shè)置測量點.在用戶側(cè),存在著各種各樣的負荷以及電力用戶,有諧波源負荷,有造成電壓閃變的負荷等,同樣存在對電能質(zhì)量要求較高的大型企業(yè)用戶,應(yīng)當選取向這些用戶和負荷供電的變電站和各級電壓母線作為監(jiān)測點。
3.網(wǎng)絡(luò)化電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)
3.1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)化電能質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)由廠站終端子系統(tǒng),通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和主站子系統(tǒng)組成。
3.2 廠站終端子系統(tǒng)
安裝于變電站或用戶的終端設(shè)備,其數(shù)量可根據(jù)實際需要的監(jiān)測點來確定.廠站終端子系統(tǒng)主要由兩部分組成：采集裝置和微機系統(tǒng).雙方通過485總線進行通信和數(shù)據(jù)交換。
采集裝置負責(zé)對監(jiān)測點的三相電壓和電流進行采集,通過485總線將所采集的數(shù)據(jù)傳送到微機系統(tǒng).它支持在線對采集速率,采集間隔,485總線等參數(shù)進行設(shè)置,也可以通過總線接受微機系統(tǒng)進行終端設(shè)置.同時具備紅外接口方便工作人員進行數(shù)據(jù)的人工查詢和核對,以及GPS天文時鐘同步功能.
微機系統(tǒng)實際上是一臺計算機終端,它支持與多條總線的通信,定時對多條總線上的采集裝置進行數(shù)據(jù)讀取,并通過硬盤對數(shù)據(jù)進行存儲.微機系統(tǒng)配備相應(yīng)的計算分析軟件對實時電壓和電流數(shù)據(jù)進行處理,通過各自的檢測算法能得到以下參數(shù)：電壓和電流諧波含量、總畸變率（THD）；電壓跌落幅值、跳變相位和持續(xù)時間；三相電壓、電流基波的幅值和相角,以及正序、負序、零序分量的幅值、相角和不平衡度；電壓短時間閃變值,長時間閃變值；電壓偏差和頻率偏差.微機系統(tǒng)配置了撥號modem和網(wǎng)卡,可以通過電力系統(tǒng)局域網(wǎng)或電話撥號網(wǎng)絡(luò)與主站子系統(tǒng)保持通信。
3.3 通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)
很顯然,建立專用的電能質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)可能不現(xiàn)實,但是SCADA系統(tǒng),電能量采集系統(tǒng)和負荷監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)建得相當完善,并且它們的網(wǎng)絡(luò)都具有一定的擴展性,從而電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備可以整合到這些網(wǎng)絡(luò)中。
主站子系統(tǒng)和廠站子系統(tǒng)采用局域網(wǎng)或電話撥號網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式進行通信.在具備網(wǎng)絡(luò)接口的地區(qū)采用局域網(wǎng)通信,提高了數(shù)據(jù)傳輸速度,更好的體現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性.而在只具備電話撥號網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)可采用電話撥號方式通信,并且預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口,便于升級.這樣的通信子系統(tǒng)利用了目前電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中的兩種方式,并將這兩種方式進行有機結(jié)合,****限度的利用了現(xiàn)有資源,減少了通信設(shè)備投資。
3.4 主站子系統(tǒng)
電能質(zhì)量監(jiān)測主站子系統(tǒng)主要提供中心數(shù)據(jù)庫、監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和存儲檢索、<SPAN>Web數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)頁面、系統(tǒng)報警和通告信息的發(fā)布、遠程系統(tǒng)維護管理和軟件升級、數(shù)據(jù)實時訪問等功能.主站子系統(tǒng)大體上由數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器,數(shù)據(jù)處理服務(wù)器,前置服務(wù)器,Web服務(wù)器,網(wǎng)關(guān)服務(wù)器.主站系統(tǒng)以高性能的交換機為核心,利用Web服務(wù)器通過軟硬件防火墻、防毒墻與MIS系統(tǒng)連接,利用網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通過軟硬件防火墻、防毒墻、路由器與DMS和EMS等系統(tǒng)連接,向最終用戶提供快速、高效的訪問手段,以及安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)特性。
4.結(jié)束語
電能質(zhì)量監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)安全可靠和經(jīng)濟****運行的技術(shù)支撐,是保證低壓電網(wǎng)和電氣設(shè)備安全和可靠的重要手段.網(wǎng)絡(luò)化電能質(zhì)量監(jiān)測可以隨時隨地掌握電網(wǎng)的運行狀況,這樣就能在供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備運行失效之前,捕獲到其早期的故障信息,以便在毀滅性打擊之前,提醒人們對供、用電設(shè)備的運行狀態(tài)進行調(diào)整和預(yù)防檢修.對于提高電力系統(tǒng)供電的安全性、可靠性和經(jīng)濟性,保證用電設(shè)備的正常工作和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)高效,對于供、用電方都具有十分重要的意義.同時,電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)具有故障錄波功能,能夠記錄下發(fā)生故障時刻的電網(wǎng)狀態(tài),通過分析,就能判斷出發(fā)生故障原因,這對于解決電力故障糾紛提供了可靠的技術(shù)支持,具有很高的經(jīng)濟價值。 |
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