Proyectos Acrel
Análisis y aplicación de una plataforma en la nube para la operación y mantenimiento de subestaciones desatendidas
Teléfono: +86 18702111813 Correo electrónico: shelly@acrel.cn
Compañía Acrel, Ltd.
Abstracto:Con el impulso de las subestaciones inteligentes, el sistema eléctrico adopta equipos inteligentes fiables, integrados y respetuosos con el medio ambiente, basados en la digitalización de la información de toda la estación, la estandarización del intercambio de información y la interconexión de plataformas de comunicación para completar automáticamente la recopilación, medición, protección y monitorización de la información de los equipos de la subestación. Para funciones básicas como el control, el tradicional circuito secundario "visible" y "tangible" se ha convertido en una "caja negra" invisible y tangible, lo que aumenta la incontrolabilidad de la operación y el mantenimiento de la subestación. Este documento propone un plan de investigación para una plataforma inteligente de gestión de la operación y el mantenimiento de subestaciones. Esta plataforma permite el control remoto de la protección de relés de la subestación. Permite la monitorización remota en línea y la gestión inteligente de la operación y el mantenimiento de las estaciones y áreas de trabajo.
Palabras clave:Monitoreo en línea, evaluación de condiciones, localización de fallas, medidas de seguridad auxiliares, análisis de fallas
0.Introducción
Para mejorar el nivel de mantenimiento de los equipos secundarios de la subestación, es necesario visualizar los equipos, proporcionar soporte de información visual multidimensional, toma de decisiones y operación segura para la operación y el mantenimiento diarios, manejo de anomalías, análisis de accidentes y mantenimiento del sistema secundario de la subestación, y desarrollar aplicaciones avanzadas basadas en la plataforma de operación y mantenimiento para mejorar el nivel de gestión de refinamiento del equipo.
La plataforma de gestión inteligente de operación y mantenimiento de subestaciones obtiene información de la red de la capa de proceso y de la red de la capa de control de la estación, integra a la perfección la información relacionada con la operación y el mantenimiento, implementa aplicaciones de monitoreo en línea visualizado y diagnóstico inteligente, y admite la carga remota. Sus principales funciones incluyen la gestión multidimensional de la operación y el mantenimiento, como el monitoreo en línea, la evaluación del estado, el monitoreo y la alerta de equipos secundarios, la localización de fallas, las medidas de seguridad auxiliares para el mantenimiento secundario, la gestión de archivos de configuración, la gestión de valores de protección, la gestión de información de fallas y el análisis integral.
1. Descripción general de la plataforma en la nube para operación y mantenimiento de subestaciones
Plataforma en la nube de operación y mantenimiento de subestaciones AcrelCloud-1000 basada en Internet +, big data, comunicaciones móviles y otros desarrollos tecnológicos de la plataforma de gestión en la nube, para satisfacer las necesidades de los usuarios o empresas de operación y mantenimiento para monitorear el estado operativo y los parámetros de muchos circuitos de subestaciones, temperatura y humedad ambiental interior, temperatura de funcionamiento de cables y barras, equipos en sitio o escenas de video ambiental, etc., para lograr un centro de datos, almacenamiento centralizado, gestión unificada, fácil de usar, para apoyar al usuario con el derecho de acceso a través de la computadora, teléfono celular, PAD y otros tipos de enlaces terminales, recibir alarmas y completar el equipo relevante, como inspecciones y despachos diarios y regulares, etc., gestión.
2. Aplicación
Es aplicable a la nueva construcción, expansión y reconstrucción del sistema de operación y mantenimiento de distribución de energía en telecomunicaciones, finanzas, transporte, energía, atención médica y de salud, cultura y deportes, educación e investigación científica, agricultura, silvicultura y conservación de agua, servicios comerciales, servicios públicos, parque industrial electrónico y otras industrias.
3. Estructura de la plataforma
Se instala un conjunto de puertas de enlace inteligentes en la sala de distribución de la subestación para recopilar los datos de los equipos inteligentes. Tras la conversión, compresión y cifrado del protocolo, estos datos se cargan a intervalos regulares o se cargan a la plataforma de forma automática. La plataforma permite el intercambio de datos entre todos los equipos inteligentes de la subestación y la sala de distribución, y monitoriza en tiempo real el estado de funcionamiento de transformadores, interruptores y otros equipos operativos importantes de la subestación. También monitoriza en tiempo real los datos de funcionamiento de los circuitos de la subestación y la sala de distribución, así como las magnitudes digitales de la temperatura ambiente, etc. La unidad de comunicación y gestión se conecta a la red de área local (LAN) de la planta y transmite los datos al centro de datos.
La plataforma en la nube de operación y mantenimiento de subestaciones AcrelCloud-1000 proporciona perfiles de usuario, monitoreo de datos de energía, análisis de calidad de energía, análisis de consumo de energía, informes de datos de consumo de energía diarios, mensuales y anuales, alarmas y registros de eventos anormales, monitoreo del entorno operativo, mantenimiento de equipos, informes de usuarios, despacho de operación y mantenimiento y otras funciones, y admite el acceso a datos de múltiples plataformas y terminales.
El sistema de plataforma en la nube de operación y mantenimiento de subestaciones AcrelCloud-1000 se puede dividir en cuatro capas: capa de percepción, capa de transmisión, capa de aplicación y capa de visualización.
Capa de percepción: incluye instrumentos multifuncionales, dispositivos de monitorización de temperatura y humedad, cámaras, dispositivos de adquisición de magnitudes de conmutación, etc., instalados en la subestación. Además de la cámara, otros dispositivos se conectan al puerto RS485 de la puerta de enlace inteligente in situ a través del bus RS485.
Capa de transporte: incluye puertas de enlace inteligentes, conmutadores y otros equipos in situ. La puerta de enlace inteligente recopila datos de los dispositivos in situ, realiza la conversión de protocolos, el almacenamiento de datos y los carga al puerto del servidor designado a través del conmutador. En caso de fallo de red, los datos se pueden almacenar localmente y reanudar desde la ubicación interrumpida cuando la red se recupere. Cargar datos garantiza que no se pierdan los datos del servidor.
Capa de aplicación: incluye el servidor de aplicaciones y el servidor de base de datos. Si el número de subestaciones es inferior a 30, se pueden configurar ambos servidores en uno. El servidor debe tener una dirección IP fija para recibir los datos enviados activamente por cada puerta de enlace inteligente.
Capa de visualización: Los usuarios acceden a la información de la plataforma a través de múltiples terminales como teléfonos móviles, tabletas, computadoras, etc.
4. Funciones de la plataforma
4.1. Monitoreo en tiempo real
Haga clic en el circuito de distribución de energía para ver datos detallados del consumo de energía, generar informes de operación de energía y consultar datos históricos y monitoreo de datos ambientales de varios parámetros de energía, voltaje, corriente, potencia, armónicos, etc.
4.2. Informe mensual de consumo energético
El informe de consumo de energía mensual permite a los usuarios consultar el consumo de electricidad de las estaciones administradas en función del consumo total de electricidad, el nombre de la subestación, el número de subestación, etc. El período de consulta se puede configurar en meses.
4.3. Monitoreo del sitio
La monitorización del sitio incluye descripción general, estado operativo, registros de eventos del día, curva de consumo de energía por hora del día y descripción general del consumo de energía.
4.4. Estado del transformador
El estado del transformador permite a los usuarios consultar la potencia del transformador, el factor de carga y otros datos del estado operativo de todas las estaciones o de una determinada estación, y admite la clasificación en orden ascendente o descendente por factor de carga y potencia.
4.5. Operación y mantenimiento de energía
Operación y mantenimiento muestra la información de ubicación y cantidad total en el mapa de la subestación actualmente administrado por el usuario.
4.6.Diagrama de distribución de potencia
El diagrama de distribución de potencia muestra la información de distribución de potencia de la subestación seleccionada. Muestra el estado de conmutación, la corriente y otros estados operativos de cada circuito, además de permitir consultas detalladas de parámetros operativos como tensión, corriente y potencia.
4.7.Videovigilancia
La videovigilancia muestra la imagen actual en tiempo real (transmisión de video en vivo). Al seleccionar una estación de transformación y distribución de energía, puede ver la información de video en la fuente de energía.
Estación de transformación y distribución.
4.8. Informe de operación de energía
El informe de operación de energía muestra los valores en tiempo real y las estadísticas de fila promedio de los parámetros de operación del intervalo de recolección especificado de cada circuito del equipo seleccionado en la estación seleccionada y la lectura del medidor de energía eléctrica.
4.9. Alarma de avería
Telemetría, señalización de alarma remota (página web y SMS), límites de alarma superior e inferior configurables, alarma para entorno operativo de subestación (inundaciones, humo, etc.)
4.10. Gestión de tareas
La página de administración de tareas puede publicar tareas de inspección o eliminación de defectos, verificar el estado y la finalización de las tareas de inspección o eliminación de defectos y hacer clic en Ver tarea para ver una inspección específica en la información.
4.11. Informe del usuario
La página de informes de usuario se utiliza principalmente para resumir automáticamente los datos de funcionamiento de un mes del transformador y la estación de distribución seleccionados, realizar análisis estadísticos sobre la carga del transformador, el consumo de energía del circuito de distribución, el factor de potencia, las alarmas, etc., y listarlos durante ese período. Se incluyen diversos tipos de defectos detectados durante las inspecciones y su tratamiento.
4.12. Aplicación móvil
La aplicación facilita la operación y el mantenimiento de la energía. La aplicación móvil admite siete módulos: "Sistema de monitoreo", "Archivos de equipo", "Tareas pendientes", "Registros de inspección", "Registros de defectos", "Gestión de documentos" e "Informes de usuario". Incluye gráficos principales, demanda, consumo eléctrico, video, curva, temperatura y humedad, datos interanuales, mensuales, calidad de la energía, consultas de alarmas de diversos eventos, consultas de archivos de equipo, procesamiento de tareas pendientes, consultas de registros de inspección, informes de usuario, gestión de documentos, etc.
5. Configuración del hardware del sistema
Solicitud | Modelo | Imagen | Función |
Plataforma en la nube para operación y mantenimiento de subestaciones | AcrelCoud-1000 |
| La plataforma proporciona perfiles de usuario, monitoreo de datos de energía, análisis de calidad de energía, análisis de consumo de energía, informes de datos de consumo de energía diarios, mensuales y anuales, alarmas y registros de eventos anormales, monitoreo del entorno operativo, mantenimiento de equipos, informes de usuarios, despacho de operación y mantenimiento y otras funciones, y admite acceso a datos multiplataforma y multiterminal. |
Puerta | ANet-2E4SM |
| 4 puertos seriales RS485, aislamiento de optoacoplador, 2 interfaces Ethernet, compatible con ModbusRtu, ModbusTCP, DL/T645-1997, DL/T645-2007, CJT188-2004, OPC UA, ModbusTCR (maestro, esclavo), 104 (maestro-esclavo), consumo de energía del edificio, SNMP, MQTT; (módulo principal) fuente de alimentación de entrada: DC 12 V ~ 36 V. Admite módulo de expansión 4G, módulo de expansión 485. |
| Módulos de extensión ANet-485 | Módulo M485: aislamiento optoacoplador de 4 canales RS485 | ||
| Módulos de extensión ANet-M4G | Módulo M4G: admite comunicación de red completa 4G | ||
Línea de entrada de media tensión | AM6-L |
| Protección contra sobrecorriente de tres etapas (con dirección, bloqueo por bajo voltaje), protección contra sobrecarga, alarma de desconexión de PT, protección de potencia inversa, reconexión única trifásica, deslastre de carga de baja frecuencia, detección de sincronización, protección de cierre de bucle, protección contra falla del disyuntor |
Línea de entrada de media tensión | APM810 |
| Trifásico (I, U, kW, kvar, kwh, kvarh, Hz, cosΦ), corriente de secuencia cero In; energía eléctrica de cuatro cuadrantes, en tiempo real y demanda, visualización del histograma de corriente de carga de desequilibrio de corriente y voltaje; 66 tipos de alarmas y eventos externos (SOE), 16 registros de eventos cada uno, compatible con grabación de expansión de tarjeta SD; 2-63 armónicos; 2DI+2D0, RS485/Modbus; pantalla LCD; |
APView500 |
| Voltaje y corriente de fase + voltaje de secuencia cero y corriente de secuencia cero, desequilibrio de voltaje y corriente, potencia y energía activa y reactiva, alarma de evento y registro de fallas, armónicos (63 armónicos de voltaje/corriente, 63 armónicos entre grupos, ángulo de fase de armónicos, tasa de contenido armónico, potencia armónica, tasa de distorsión armónica, factor K), fluctuación/parpadeo, aumento de voltaje, caída de voltaje, transitorio de voltaje, interrupción de voltaje, muestreo de forma de onda de 1024 puntos, disparo y registro de temporización Onda, visualización de forma de onda en tiempo real y visualización de forma de onda de falla, almacenamiento de archivos en formato PODIF, memoria 32G, 16D0+22D1, comunicación 2RS485+1RS232+1GPS, 3 interfaces Ethernet (+1 puerto de red de mantenimiento) + interfaz 1USB, admite datos de lectura de disco U, admite protocolo 61850. | |
|
Media tensión alimentador
Media tensión alimentador | AM6-L |
| Protección contra sobrecorriente de tres etapas (con dirección, bloqueo por bajo voltaje), protección contra sobrecarga, alarma de desconexión de PT, protección de potencia inversa, reconexión única trifásica, deslastre de carga de baja frecuencia, detección de sincronización, protección de cierre de bucle, protección contra falla del disyuntor |
APM810 |
| Corriente de secuencia cero trifásica (I, U, kW, kvar, kwh, kvarh, Hz, cosΦ); energía eléctrica de cuatro cuadrantes; tiempo real y demanda, desequilibrio de corriente y voltaje; visualización del histograma de corriente de carga; 66 tipos de alarmas y eventos externos (SOE), 16 registros de eventos cada uno, compatible con registro de expansión de tarjeta SD; armónico 2-63; 2DI + 2D0 RS485 / Modbus; pantalla LCD | |
| Media tensión alimentador | AEM96 |
| Medición de parámetros eléctricos trifásicos U, I, P, Q, S, PF, F, estadísticas de energía activa total directa e inversa, estadísticas de energía reactiva directa e inversa; análisis de contenido armónico total y subarmónico 2-31, armónicos separados por fase y parámetros eléctricos de onda fundamental (voltaje, corriente, potencia); especificación de corriente 3X1.5(6)A, nivel de precisión de energía activa 0.5S, nivel de precisión de energía reactiva 2; temperatura de funcionamiento: -10 °C ~ +55 °C; humedad relativa: ≤ 95, sin condensación |
| Bajo Voltaje salida | AEM72 |
| Medición de parámetros eléctricos trifásicos U, I, P, Q, S, PF, F, estadísticas de energía activa total directa e inversa, estadísticas de energía reactiva directa e inversa; análisis de contenido armónico total y subarmónico 2-31, armónicos de fase dividida de línea de salida de bajo voltaje y parámetros eléctricos de onda fundamental (voltaje, corriente, potencia); especificación de corriente 3x1.5(6)A, nivel de precisión de energía activa 0.5S, nivel de precisión de energía reactiva 2 |
| Bajo Voltaje salida | ADW300 |
| Medición de parámetros eléctricos trifásicos U, I, P, Q, S, PF, F, medición de energía activa (directa e inversa), energía reactiva de cuatro cuadrantes, contenido armónico total, contenido armónico fraccional (del 2.º al 31.º); medición de temperatura de cuatro canales A, B, C, N, medición de corriente residual de 1 canal; compatible con RS485/LoRa/2G/4G/NB; pantalla LCD; precisión de energía activa: nivel 0,5 S (recomendado para proyectos de renovación) |
Medición de temperatura inalámbrica | ATE400 |
| Fijado con lámina de aleación, la inducción CT toma energía, la corriente de arranque es mayor a 5 A, rango de medición de temperatura -50 ~ 125 ℃, precisión de medición ± 1 ℃; la distancia de transmisión es de 150 metros en espacio abierto |
ATC600 |
| Dos modos de funcionamiento: terminal y relé. El ATC600-Z ofrece transmisión transparente por relé. La distancia de transmisión del ATC600-Z al ATC600-C es de 1000 m. El ATC600-C puede recibir datos transmitidos por sensores de la serie ATE, AHE, etc., con 1 canal 485 y 2 salidas de alarma. | |
Temperatura y humedad ambiente | WHD |
| Los controladores de temperatura y humedad WHD se utilizan principalmente para la regulación y el control de la temperatura y la humedad internas en armarios de distribución de media y alta tensión, armarios de red en anillo con caja de terminales, transformadores tipo caja y otros equipos. Su alimentación es de CA/CC 85-265 V, la temperatura de trabajo es de -40 °C a 99 °C y la humedad de trabajo es de 0 a 99 °C. |
sensor de inmersión en agua | RS-SJ-*-2 |
| Sensor de inmersión en agua de contacto, monitorea la acumulación de agua en subestaciones, zanjas de cables, salas de control y otros lugares, fuente de alimentación de trabajo: DC 10-30V, temperatura de trabajo: -20C + 60 ℃, humedad de trabajo: 0% RH ~ 80% RH, tiempo de respuesta: 1s, salida de relé: contacto normalmente abierto. |
cámara | CS-C5C-3B1WFR |
| Admite imágenes de alta definición 720P, con la máxima resolución de hasta 1,3 millones de píxeles (1280*960). El micrófono y el altavoz integrados cuentan con función de intercomunicación de voz bidireccional. Es compatible con el servicio de internet en la nube EZVIZ, lo que permite la interacción remota y la visualización de videos a través de teléfonos móviles, PC y otros dispositivos. |
sensor de humo | BRJ-307 |
| Sensor de humo fotoeléctrico: Alimentación positiva (CC 12 V): +12 V Salida de relé: contacto normalmente abierto |
control de acceso | MC-58 (Tipo normalmente abierto) |
| Tipo normalmente abierto, distancia de detección: 30-50 mm, material: aleación de zinc, medidor eléctrico gris plateado, salida de contacto seco. |
Accesorios a juego | ARTU-K16 |
| Tipo normalmente abierto, distancia de detección: 30-50 mm Material: aleación de zinc, salida de contacto seco eléctrico gris plateado |
KDYA-DG30-24K |
| Salida DC 24 V; fuente de alimentación de 24 V |
6. Conclusión
La aplicación de la plataforma inteligente de gestión de operación y mantenimiento de subestaciones permite transformar los modos de transmisión y mantenimiento existentes en diagnósticos remotos en línea de las condiciones operativas reales e inspecciones específicas basadas en el estado de los equipos, reduciendo considerablemente la cantidad de personal de operación y mantenimiento. Es necesario controlar la frecuencia de operación, mantenimiento e inspección de los dispositivos de protección de relés in situ para mejorar la gestión de los equipos. La investigación sobre la tecnología de operación y mantenimiento remotos inteligentes para la protección de relés es fundamental.
referencias
[1] Solución integral de automatización, operación y mantenimiento de subestaciones de usuario de Acrel. Versión 2020.05
[2] Manual de Diseño y Aplicación de Microrredes Empresariales. Versión 2020.06
[3] Wang Yan, Investigación sobre tecnología de operación y mantenimiento de subestaciones inteligentes [J]. Communications World, 2015 (22).
[4] Zhang Zhiqiang, Investigación sobre una plataforma de gestión de operación y mantenimiento inteligente para subestaciones.
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