北京地铁电能质量管理系统方案V2地铁信息化管理系统.docx
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北京地铁电能质量管理系统方案V2地铁信息化管理系统
【北京地铁电能质量管理系统方案V2】地铁信息化管理系统
北京地铁
电能质量监测系统方案
xx-8-7
xx-8-20
1.概述
在每个国家的城市中,地铁都被认为是中、大型规模城市快速发展的标志符号。
作为城市公共交通大动脉,地铁运营严重依赖电力供配电系统。
地铁供配电系统不断面临着安全、可靠性压力,管理压力,成本压力。
地铁供配电系统日益庞大,用电设备复杂,维护工作量大,管理难度大,能源成本不断上升,运营成本压力增大,所有这些都需要一套有效的监控管理方案。
施耐德电气公司的PowerLogic电力监控系统可以为地铁用户提供专业的完整的电能管理解决方案。
PowerLogic系统能够实现对轨道交通牵引系统、交通车站和其他能源监控点数据的自动获取,对系统的电能质量状况进行毫秒级、周波级的精确的监视和记录,为用户提供详尽的采集数据,对系统的电能质量事件及供电可靠性进行分析,实现快速报警响应,预防严重故障发生。
技术和管理人员可以通过PowerLogic系统提供的信息进行电力成本控制,减少停电时间并优化设备运行。
2.地铁供电系统概况
地铁的供电系统主要组成部分如上图所示。
通常,主变电站主进线为110KV等级,变送成
35KV进入各车站的降压变电所,站与站之间采用环网结构。
400V低压负荷包括环控系统,AFC系统,送风,冷却水泵等。
低压负荷根据其重要性依次分为一级,二级,三级负荷:
一级负荷包括BAS、FAS、AFC、牵引、通信、信号、屏蔽门、消防泵、喷淋泵、直流屏、环控电控室用电、总控室用电、售票系统等,通常由两路独立的电源供电,且为末端切换;
二级负荷包括自动扶梯、直升电梯、污水泵、雨水泵、排风机、正常照明、站台照明、暖通空调等,通常由双回路供电或双电源单回路供电。
三级负荷包括冷水机组及其配套冷冻泵、冷却塔、冷却泵、热水器、商业广告照明、清洁机械,通常由由一路电源供电。
3.地铁电能管理系统需求
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全面实时掌握电气参数?
专业的电能质量管理
?
详尽报表分析(包括能耗,负荷趋势,故障波形,电能质量事件等)?
数据访问的共享
4.PowerLogic系统结构
系统管理层(客户端)
系统管理层(服务器)
通讯接口层
现场监控层
4.1系统管理层
电能质量监控系统采用基于Client/Server(客户端/服务器)模式的分布式网络结构,以多进程、多任务、抢占式Windowsxx中英文操作系统作平台,该系统采用标准化、网络化、功能分布的体系结构,且有高度的可靠性和维护方便性,系统具备软、硬件的扩充能力,支持系统结构的扩展和功能的升级。
可以根据系统的规模和特殊需求,充分优化网络各节点资源和均衡网络负担。
4.2通讯接口层
通讯管理层体现了合理性、经济性,采用分布通讯、主控室统一管理的模式,并为系统扩展预留接口。
根据具体的通讯方案,通讯管理层由交换机、光电转换器和通讯介质(如屏蔽双绞线、光纤、交换机等)组成。
4.3现场监控层
智能化电能质量监控装置ION7650,实现全电量测量(U、I、P、Q、Cosφ、f、kWh、kVARh等)、电能质量管理、高精度电能计量、分时计费、事故记录与分析等功能。
PM800系列电力参数测量仪可提供监测电气设备所需的各种测量功能。
它具有易读数的大显示屏,可以同时检测三相和中性线。
5.终端监测设备
I.电能质量监测装置(ION7650)
ION7650是当今世界最高端的集谐波分析、波形采样、电压骤升/骤降记录、闪变、电压不平衡度测量、故障录波、事件记录、测量、控制等多功能为一体的分散式在线电能质量监测(控)装置,应用于监测电能质量是否符合六项国标或IEC标准。
其强大的I/O功能可应用于谐波治理控制、功率因数调整、需量控制等;
主要技术指标:
●各电压、电流输入的总谐波畸变率及高达511次谐波分析
●谐波测量精度满足IEC61000-4-30A级●波形采样(最高1024点/周波);●电压偏差监测
●频率偏差监测(0.005Hz);●电压骤升/骤降监测;●瞬变监测(最小20μs)●电压扰动方向判断(DDD)
●电压波动及闪变(Pst和Plt)测量,满足IEC61000-4-15;●故障录波;
●序分量测量及电压不平衡度分析;●零线谐波电流监测;●电能质量超标报警和记录;●大容量数据存储和记录;
●全电量电参数测量,电能精度满足IEC606870.2S;●RS-232、RS-485、MODEM、Ether多通信口可选;●WEB页面访问
●开关量输入和控制量输出及可编程逻辑控制功能;
II.PM810电力参数测量仪
PM800系列电力参数测量仪是高性能的检测仪表,可是提供监测电气设备所需的各种测量功能。
它具有易读数的大显示屏,可以同时检测三相和中性线,显示屏具有抗反光和刮擦的特性,直观界面上有带自导功能的菜单。
电流和电压精度0.1%;电能和功率精度0.5%;每个周波采样数128点。
真实有效值显示:
电流、电压、频率、有功、无功、视在功率、功率因数、电能;
可设定的累加模式。
谐波畸变(电流和电压)数据记录功能:
最大/最小瞬时值报警功能
可以扩展的I/O模块
6.系统功能
IONEnterprise从装置中读取谐波及相关电能质量数据,通过网络共享,形成报表、图形,便于管理人员直观使用。
在数据管理方面,软件支持Microsoft的IIS技术及SQLSERVERxx标准的数据库配置的WEB服务器实现数据的共享。
在局域网中的计算机可通过IE浏览器方便地访问数据,完成画面浏览、报表查询等功能。
这样在技术上保障了系统有很好的互联与扩充能力。
●数据采集与累计
电能计量和其它参数计量等。
完全兼容施耐德系列电力监控仪表。
能够读取表计中的数据,控制继电器和数字输出,实现装置的远程设置和版本升级。
具有与第三方表计、传感器、PLC、RTU等电力设备的接口,通过Modbus、RTU或ModbusTCP协议可快速实现与远程设备的直接通讯,或者连接其它设备的输出到ION或PowerLogic表计的数字量或模拟量输入。
●实时监测
可在任何地方,通过任何工作站,查看一个或多个装置或一个变电站的主要监测点数据。
显示实时电量参数和电能参数,历史曲线和事件记录,报警信息,设备状态(打开/闭合,温度,压力等),控制触发和其它分析工具。
通过VirtualProcessor执行复杂的数据计算,同时显示并记录原始数据。
可选已配置报表或者用户自定义报表,由数字,刻度盘,棒图或趋势图,坐标或正视图,,像片和动画等构成。
建立图表间的超链接,通过简单的选择可查看相关的细节内容,例如通过查看某位置的总体情况,点击某条支路可查看支路的情况,再点击支路的某一扰动事件可查看此拢动的事件分析。
通过查询向导(QueryWizard)方便地引用和分析选定范围的数据。
●电能质量分析
提供连续的,大范围内的监测,采集数据,进行电能质量和可靠性分析
遵循IEC61000-4-30和EN50160标准,检验是否符合电能质量的国际标准。
以数字表格或图形显示便于快速查阅电能质量状况。
显示谐波频谱图,奇/偶次谐波,THD,K因子,峰值因子,矢量图和序分量绘制持续时间长达几秒的波形图,通过波形图显示电压、电流的关系,分析故障原因。
满足工业标准的电压容忍曲线,
绘制上冲,
下陷,短时中断和其它干扰事件,包括ITIC(CBEMA)和SEMI。
对任一事件,显示一系列的带时标的子事件,点击任一子事件可查看详细的信息。
支持广泛范围的应用:
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诊断、分析发生电能质量事件的设备原因或程序故障。
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提前评估当前电能质量状况和趋势。
?
识别设备故障,确定电能分配状况和设备操作的可靠性
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根据标准设置电能质量指标,并针对不同的服务区域、装置或程序进行对比?
设置电能质量指标阈值,确定系统变化或设备升级产生的影响电能质量控制和报警
通过测定系统和站点的电能质量,致力于发现一些潜在电能质量危害,例如谐波、
电压偏移以及配电系统的事件、此外,它还用于捕捉系统的越限情况和能源消耗异常,发出报警信息,并以包括:
Email、手机短信、PDA、工作站等多种形式通知相关工作人员,有助于减少设备误动作、降低能源成本、帮助配电系统规划、提高生产效率以及提供系统性的能源整体视图。
●报表
报表可以自动生成,或按时间表生成,或由事件触发生成,并可通过email或HTML自动发送。
标准报表:
?
采用快速方便的报表向导,通过MicrosoftExcel生成报表;
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能量和需量报表-联合多路馈线,定义时段中每一个计费周期的费用,与实际计费结构一致,并具有万年历和分时计费。
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负荷曲线报表-在指定时间段的系统使用情况,包括时标和峰值用量
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符合IEC61000-4-30和EN50160报表-
“pass/fail”指明系统电能质量水平,包括闪变。
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电能质量分析报表-扰动波形,电压容忍度曲线和谐波柱状图。
自定义报表
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通过VisualBasic或SQLServer报表工具,如CrystalReports(水晶报表)定制报表,进行进一步的分析。
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结合IONEnterprise数据和其它数据库显示实际的运行情况
●趋势分析
任何参数的趋势:
电压、电流、功率、功率因数、需量、预测需量、电能、谐波、温度等。
可绘制任意时间段各次谐波、正、负、零序、不对称因数、电压变动、电压闪变、电压偏差、频
率、有功、无功、功率因数的变化曲线。
变化曲
线以不同形式表示:
分相图或三相合成图。
分相图可以分别显示A、B、C三项电压的变化曲线;合成图可将三相曲线同时显示在一个坐标区域,便于细致分析比较三相差别。
7.系统方案
7.1电能质量监控系统的装置选型7.1.1系统管理层配置
主控层主要包括监控主机、应用软件及相关的网络设备,其具体配置如下:
硬件配置
●配置1台监控主机,HP高性能服务器:
双核2.8GHz/2×512M双通道内存/160G硬
盘/100M网卡/DVD刻录/声卡、音箱/19”液晶显示器。
主要用于数据采集与处理,存储数据库模型、网络构建、历史数据查询;完成各种图形显示、网络设备的运行监视与控制等功能;
●配置1台HP激光打印机,LaserHP1320,A4,完成运行报表、曲线以及各种事件的
实时打印。
软件配置
电能质量监控软件采用IONEnterprise电力监控组态软件,实现数据采集与处理、状态监视、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、处理、共享等全部功能。
其中电力监控组态软件还包括分时计费软件,谐波分析软件、故障录波分析工具、曲线查询工具、多功能报表软件等。
●配置1套IONEnterprise电能质量监控软件。
实现整个系统的监控、管理、网络通讯
等全部监控功能;
●配置1套Windowsxx标准版操作系统作为整个电能质量监控系统的操作系统平台;●配置1套SQLServerxx标准版。
●配置1套Officexx。
7.2通讯接口层配置
通讯层主要是指通讯网络,包括通讯设备、通讯线路等,主要包括以下:
硬件配置
●工业级交换机(具体配置数量根据实际系统而定);
●光电转换器,实现与光纤通道的转换(具体配置数量根据实际系统而定);●按实际情况配置电缆,包括屏蔽双绞线、网线、光纤等。
7.3现场监控层配置
硬件配置
●配置ION7650高端电能质量监控装置●配置PM810常规电力参数测量仪具体设备的数量和分布视系统配电图决定。
ION7650具有实以太网口,同时具有以太网关功能。
根据实际分布情况,电能质量监控装置的通信方式可选择:
1)采用直接以太网通信方式,即ION7650直接通过以太口接入交换机,采用光纤通
道向监控主机传送数据。
2)采用以太网关的方式,即PM810采用RS-5方式连接,用最前端的ION7650采
用以太网方式接入交换机。
IONEnterprise电力监控软件其它系统监控主机
100M以太网
ION7650
ION7650
以太网关
Modbus
Modbus
Modbus
Modbus
内容仅供参考