نظام مراقبة الطاقة في منطقة هاواسا الصناعية

ملخص: نُقدّم مشروع منطقة هاواسا الصناعية، الذي يعتمد عدادات طاقة ذكية لجمع مختلف المعلمات الكهربائية وتحويل الإشارات في موقع التوزيع. يعتمد النظام على أسلوب الربط الشبكي في الموقع. بعد الربط الشبكي، يتواصل النظام عبر ناقل الطاقة الميداني وينقل البيانات إلى الخلفية. يُتيح نظام إدارة الطاقة مراقبة وإدارة استهلاك الطاقة في محطة التوزيع الفرعية في الوقت الفعلي.

0 نظرة عامة

يقع مجمع حواسا الصناعي في إثيوبيا.

يقوم جهاز الحماية، عداد الطاقة الكهربائية، وما إلى ذلك في خزائن AH1~AH14 في غرفة توزيع الطاقة 10 كيلو فولت في موقع المشروع بمراقبة المعلمات الكهربائية في الوقت الفعلي والبيانات الأخرى لنظام إمداد الطاقة والتوزيع أثناء التشغيل.

1 تحليل الطلب

حل:

1) نظام أتمتة متكامل لمحطات فرعية 10 كيلو فولت / 35 كيلو فولت؛

2) نظام مراقبة الخلفية الذكي لمحطة تبديل شبكة التوزيع؛

3) منصة تحكم منسقة على جانب الطلب على الكهرباء

لضمان إحصاءات وتحليل أحمال الكهرباء لإدارة الإنتاج والرصد الفوري لمصادر الخطر. من الضروري إجراء رصد فوري عبر الإنترنت لمعلمات مثل الجهد (U) والتيار (I) والطاقة (P) في دوائر الإدخال والإخراج لصندوق التوزيع في موقع المشروع. بمجرد رصد أي معلمات غير طبيعية في نقطة المراقبة، يمكن للنظام الكشف عنها وإطلاق الإنذار في الوقت المناسب، ويمكن للموظفين المعنيين اتخاذ الإجراءات اللازمة لتجنب حوادث السلامة. توفر وظيفة القراءة التلقائية للعداد الموارد البشرية والمادية. تعرض وظيفة منحنى اتجاه الطاقة حالة العمل ووقت كل دائرة بشكل بديهي، مما يُسهّل على المستخدمين اكتشاف دوائر الطاقة غير الطبيعية وإجراء التصحيحات في الوقت المناسب، وإنشاء نظام قياس متعدد المستويات للطاقة الكهربائية لتوفير أساس لتحليل الطاقة.

يجب أن تتمتع منتجات المورد بمستوى عالٍ من الأمان والموثوقية، وسهولة التوسع، وسهولة الإصلاح والصيانة. يجب أن تلبي المنتجات التي يقدمها المورد المتطلبات الفنية على الأقل، بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يفي الأداء الفني بمتطلبات مراقبة بيانات صندوق التوزيع.

2 حلول النظام

وفقًا للوضع الفعلي للمشروع، يستخدم نظام Acrel-2000 كابل زوج مجدول محمي للاتصال مباشرة بجامع البيانات ثم الاتصال مباشرة بمضيف المراقبة في غرفة العمل من خلال كابل الشبكة. ، لضمان استقرار ونقل نظام مراقبة إدارة الطاقة في الوقت الفعلي.

1) إدارة التحكم في المحطة

طبقة إدارة التحكم في المحطة هي نافذة التفاعل المباشر بين الإنسان والحاسوب لموظفي إدارة نظام مراقبة الطاقة. في هذا المشروع، تُعنى بشكل رئيسي بغرفة مراقبة توزيع الطاقة.

2) طبقة اتصالات الشبكة

تتكون طبقة الاتصالات بشكل رئيسي من المجمعات وأجهزة الإيثرنت وشبكات الحافلات. تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز إدارة الاتصالات في مراقبة الأجهزة الذكية في الموقع؛ بينما تتمثل الوظيفة الرئيسية لجهاز الإيثرنت وشبكة الحافلات في تحقيق تفاعل البيانات بين المحطة الفرعية والمحطة الرئيسية، مما يجعل إدارة نظام التوزيع مركزية ومعلوماتية وذكية، مما يحسن بشكل كبير من سلامة وموثوقية واستقرار نظام توزيع الطاقة، ويحقق هدف التشغيل التلقائي.

يستخدم هذا المشروع آلة إدارة الاتصالات التي طورتها شركة Acrel ذاتيًا ANet-2E8S1، والتي توفر واجهتي Ethernet 10/100M، و8 عزلات بصرية RS485 و1 RS232 (منفذ تصحيح الأخطاء)، والتي يمكنها دعم 256 جهاز قياس.

آلة إدارة الاتصالات

توفر آلة إدارة الاتصالات الذكية ANet دعمًا غنيًا لمكتبة البروتوكول لتحقيق الترابط بين المعدات الذكية لموردي المعدات الثانوية المختلفة.

3) طبقة جهاز الحقل

طبقة الأجهزة الميدانية هي محطة جمع البيانات، وتتكون بشكل رئيسي من حماية الحواسيب الصغيرة والعدادات الذكية. تتصل العدادات الذكية بخادم الاتصالات عبر واجهة RS485 ثنائية اللفة المحمية وناقل بروتوكول الاتصالات MODBUS. يصل خادم الاتصالات إلى مضيف المراقبة في غرفة توزيع الطاقة. يتم الربط الشبكي لتحقيق التحكم عن بُعد.

يستخدم هذا المشروع جهاز قياس وحماية خطوط الكمبيوتر الصغير AM5-F من شركة Acrel وجهاز قياس الطاقة الكهربائية المدمج AEM96.

3 وظائف النظام

يعد مخطط نظام المراقبة في الوقت الفعلي هو شاشة المراقبة الرئيسية، والتي تراقب بشكل أساسي حالة تشغيل جميع الدوائر في المحطة الفرعية في الوقت الفعلي.

تُكمل وظيفتا الإشارة عن بُعد والقياس عن بُعد مراقبة حالة تشغيل المفاتيح الكهربائية لدوائر مخارج الجهد المنخفض وخط وارد الحمل. تُشير واجهة الإنذار المنبثقة، في حال وجود أي تجاوزات في حدود الحمل، إلى موقع الإنذار المُحدد، وتُصدر صوت إنذار لتذكير الموظفين بالتعامل معه في الوقت المناسب. يمكن ضبط حدود الحمل بحرية وفقًا للصلاحيات المُختصة.

تستكمل وظيفة تسجيل إنذار الحدث بشكل أساسي تسجيل معلومات الإنذار ووقت حدوث معلومات الإنذار التي حدثت خلال فترة الاستعلام الزمنية، وتوفر الأساس للموظفين المناوبين وتحليل سبب الحادث، كما هو موضح في الشكل التالي:

وظيفة قراءة عداد المعلمات، تُستخدم بشكل رئيسي للاستعلام عن المعلمات الكهربائية لدائرة الجهد المنخفض الصادرة. يدعم هذا التقرير الاستعلام عن المعلمات الكهربائية في أي وقت، مع وظائف مثل تصدير البيانات وطباعة التقارير. يستعلم هذا التقرير عن المعلمات الكهربائية لكل دائرة جهد منخفض في خطوط الإدخال والإخراج لصندوق التوزيع لهذا المشروع، بما في ذلك: التيار ثلاثي الطور، والقدرة الفعالة، والطاقة الفعالة. يرتبط اسم كل دائرة في هذا التقرير بقاعدة البيانات، مما يُسهّل على المستخدمين تعديل اسم الدائرة.

تتيح وظيفة تقرير استهلاك الطاقة تحديد الفترة الزمنية للاستعلام، وتدعم الاستعلام التراكمي لاستهلاك الطاقة في أي فترة زمنية، كما تتضمن وظيفتي تصدير البيانات وطباعة التقرير. يوفر هذا التقرير تقارير طاقة كهربائية موثوقة للموظفين المناوبين. يرتبط اسم كل دائرة في هذا التقرير بقاعدة البيانات، مما يُسهّل على المستخدمين تعديل اسم الدائرة. كما هو موضح في الشكل أدناه، يمكن للمستخدم طباعة التقرير مباشرةً وحفظه في مكان آخر بصيغة EXCEL.

4 الختام

في تطبيقات مرافق توزيع الطاقة الحالية، تُعدّ سلامة توزيع الطاقة في المشروع أمرًا بالغ الأهمية. يُطبّق نظام إدارة الطاقة المُقدّم في هذه المقالة على مشروع المنطقة الصناعية في هاواسا، والذي يُتيح توزيع الطاقة في محطات التوزيع الفرعية. لا يقتصر دور المراقبة اللحظية لاستهلاك طاقة الحلقة على عرض حالة استهلاكها فحسب، بل يشمل أيضًا وظيفة اتصال الشبكة، ما يُمكّن من إنشاء نظام إدارة طاقة مُتكامل مع أجهزة إدارة الاتصالات وأجهزة الكمبيوتر.

يحقق النظام تحليل ومعالجة البيانات المجمعة، وعرض حالة التشغيل لكل دائرة توزيع في غرفة توزيع الطاقة في الوقت الحقيقي، ومربع حوار التنبيه المنبثق، والمطالبات الصوتية لتجاوز الحمل الحد، ويولد تقارير الطاقة الكهربائية المختلفة، ومنحنيات التحليل، والرسومات، وما إلى ذلك، وهو أمر مريح. تُظهر قراءة العداد عن بعد وتحليله وبحث الطاقة الكهربائية أن النظام آمن وموثوق ومستقر، مما يوفر أساسًا حقيقيًا وموثوقًا به للمشروع لحل مشاكل الكهرباء، وقد حقق فوائد جيدة.