Projetos Acrel
Análise e aplicação de plataforma em nuvem para operação e manutenção autônoma de subestações
Tel.: +86 18702111813 E-mail: shelly@acrel.cn
Acrel Co. Ltda.
Resumo:Com a promoção de subestações inteligentes, o sistema elétrico adota equipamentos inteligentes confiáveis, integrados e ecologicamente corretos, contando com a digitalização de informações de toda a estação, a padronização do compartilhamento de informações e a rede de plataformas de comunicação para completar automaticamente a coleta, medição, proteção e monitoramento das informações dos equipamentos da subestação. Para funções básicas como controle, o circuito secundário tradicional "visível" e "tangível" tornou-se uma "caixa preta" "invisível" e "tangível", o que aumenta a incontrolabilidade da operação, manutenção e manutenção da subestação. Este artigo propõe um plano de pesquisa para uma plataforma inteligente de gerenciamento de operação e manutenção de subestações. Ela pode controlar e controlar remotamente a proteção do relé da subestação. Permitir o monitoramento remoto online e o gerenciamento inteligente de operação e manutenção de estações de operação e manutenção e áreas de trabalho de manutenção.
Palavras-chave:monitoramento on-line, avaliação de condições, localização de falhas, medidas auxiliares de segurança, análise de falhas
0.Introdução
Para melhorar o nível de manutenção do equipamento secundário da subestação, é necessário visualizar o equipamento, fornecer suporte de informações visuais multidimensionais, tomada de decisão e operação segura para a operação e manutenção diárias, tratamento de anormalidades, análise de acidentes e manutenção do sistema secundário da subestação e desenvolver aplicativos avançados com base na plataforma de operação e manutenção para melhorar o nível de gerenciamento de refinamento do equipamento.
A plataforma de gerenciamento inteligente de operação e manutenção de subestações obtém informações da rede da camada de processo e da rede da camada de controle da estação, integrando altamente as informações relacionadas à operação e manutenção, implementando aplicações de monitoramento online visualizado e diagnóstico inteligente, além de suportar upload remoto. Suas principais funções incluem gerenciamento multidimensional de operação e manutenção, como monitoramento online, avaliação de condições, monitoramento e alerta de equipamentos secundários, localização de falhas, medidas auxiliares de segurança para manutenção secundária, gerenciamento de arquivos de configuração, gerenciamento de valores de proteção, gerenciamento de informações de falhas e análise abrangente.
1. Visão geral da plataforma de nuvem de operação e manutenção de subestações
Plataforma de operação e manutenção de subestações AcrelCloud-1000 em nuvem baseada em Internet +, big data, comunicações móveis e outro desenvolvimento de tecnologia da plataforma de gerenciamento de nuvem, para atender às necessidades de usuários ou empresas de operação e manutenção para monitorar o status operacional e os parâmetros de muitos circuitos de subestações, temperatura e umidade do ambiente interno, temperatura operacional de cabos e barras, equipamentos no local ou cenas de vídeo ambientais, etc., para obter um centro de dados, armazenamento centralizado, gerenciamento unificado, fácil de usar, para dar suporte ao usuário com o direito de acesso através do computador, telefone celular, PAD e outros tipos de links de terminais, receber alarmes e concluir o equipamento relevante, como inspeções e despachos diários e regulares, etc., gerenciamento.
2.Aplicação
É aplicável à nova construção, expansão e reconstrução de sistemas de operação e manutenção de distribuição de energia em telecomunicações, finanças, transporte, energia, assistência médica e de saúde, cultura e esportes, educação e pesquisa científica, agricultura, silvicultura e conservação de água, serviços comerciais, serviços públicos, parque industrial eletrônico e outras indústrias.
3. estrutura da plataforma
Um conjunto de gateways inteligentes é instalado na sala de distribuição da subestação para coletar os dados dos equipamentos inteligentes presentes na sala. Após a conversão, compressão e criptografia do protocolo, os dados são enviados em intervalos regulares ou enviados para a plataforma de forma acionada. A plataforma pode realizar a troca de dados de todos os equipamentos inteligentes na subestação e na sala de distribuição, monitorando em tempo real o status operacional de transformadores, disjuntores e outros equipamentos operacionais importantes na subestação. Monitora também em tempo real os dados operacionais dos circuitos na subestação e na sala de distribuição, bem como as grandezas digitais da temperatura ambiente, etc.; e a unidade de comunicação e gerenciamento é conectada à rede local (LAN) da usina e transmite os dados para o data center.
A plataforma de operação e manutenção de subestações em nuvem AcrelCloud-1000 fornece perfis de usuário, monitoramento de dados de energia, análise de qualidade de energia, análise de consumo de energia, relatórios de dados de consumo de energia diários, mensais e anuais, alarmes e registros de eventos anormais, monitoramento do ambiente operacional, manutenção de equipamentos, relatórios de usuário, despacho de operação e manutenção e outras funções, além de oferecer suporte a acesso a dados multiplataforma e multiterminal.
O sistema de plataforma em nuvem de operação e manutenção da subestação AcrelCloud-1000 pode ser dividido em quatro camadas: camada de percepção, camada de transmissão, camada de aplicação e camada de exibição.
Camada de percepção: inclui instrumentos multifuncionais, dispositivos de monitoramento de temperatura e umidade, câmeras, dispositivos de aquisição de grandezas de comutação, etc., instalados na subestação. Além da câmera, outros dispositivos são conectados à porta RS485 do gateway inteligente local através do barramento RS485.
Camada de transporte: inclui gateways inteligentes, switches e outros equipamentos locais. O gateway inteligente coleta ativamente dados dos dispositivos da camada de dispositivos locais, realiza a conversão de protocolos, armazena dados e carrega os dados para a porta do servidor designada por meio do switch. Em caso de falha da rede, os dados podem ser armazenados localmente e retomados do local interrompido quando a rede se recuperar. Carregue os dados para garantir que os dados do lado do servidor não sejam perdidos.
Camada de aplicação: inclui o servidor de aplicação e o servidor de banco de dados. Se o número de subestações for inferior a 30, o servidor de aplicação e o servidor de banco de dados podem ser configurados em um só. O servidor precisa ter um endereço IP fixo para receber os dados enviados ativamente por cada gateway inteligente.
Camada de exibição: os usuários acessam as informações da plataforma por meio de vários terminais, como celulares, tablets, computadores, etc.
4.funções da plataforma
4.1. Monitoramento em tempo real
Clique no circuito de distribuição de energia para visualizar dados detalhados de consumo de energia, gerar relatórios de operação de energia e consultar dados históricos e monitoramento de dados ambientais de vários parâmetros de energia, tensão, corrente, potência, harmônicos, etc.
4.2. Relatório mensal de consumo de energia
O relatório mensal de consumo de energia permite que os usuários consultem o consumo de eletricidade das estações gerenciadas com base no consumo total de eletricidade, nome da subestação, número da subestação, etc. O período de consulta pode ser definido em meses.
4.3. Monitoramento do local
O monitoramento do local inclui visão geral, status operacional, registros de eventos do dia, curva de consumo de energia por hora do dia e visão geral do consumo de energia.
4.4. Estado do transformador
O status do transformador permite que os usuários consultem a potência do transformador, o fator de carga e outros dados de status operacional de todas ou de uma determinada estação, além de oferecer suporte à classificação em ordem crescente ou decrescente por fator de carga e potência.
4.5. Operação e manutenção de energia
Operação e manutenção exibem a localização e as informações de quantidade total no mapa da subestação atualmente gerenciada pelo usuário.
4.6. Diagrama de distribuição de energia
O diagrama de distribuição de energia exibe as informações de distribuição de energia da subestação selecionada. O diagrama de distribuição de energia exibe o status de comutação, a corrente e outros status operacionais e informações de cada circuito, além de suportar consultas detalhadas de parâmetros operacionais, como tensão, corrente e potência.
4.7.Vigilância por vídeo
A videovigilância exibe a imagem atual em tempo real (transmissão de vídeo ao vivo). Ao selecionar uma determinada estação de transformação e distribuição de energia, você pode visualizar as informações de vídeo na central de energia.
estação de transformação e distribuição.
4.8. Relatório de operação de energia
O relatório de operação de energia exibe os valores em tempo real e as estatísticas médias das linhas dos parâmetros operacionais do intervalo de coleta especificado de cada circuito do equipamento selecionado na estação selecionada e a leitura do medidor de energia elétrica.
4.9. Alarme de falha
Telemetria, alarme de sinalização remota (página web e SMS), limites de alarme superior e inferior podem ser definidos, alarme para ambiente operacional da subestação (inundação, fumaça, etc.)
4.10. Gerenciamento de tarefas
A página de gerenciamento de tarefas pode publicar tarefas de inspeção ou eliminação de defeitos, verificar o status e a conclusão das tarefas de inspeção ou eliminação de defeitos e clicar em Exibir tarefa para visualizar informações específicas da inspeção.
4.11. Relatório do Usuário
A página de relatório do usuário é usada principalmente para resumir automaticamente os dados operacionais mensais do transformador e da estação de distribuição selecionados, realizar análises estatísticas sobre a carga do transformador, o consumo de energia do circuito de distribuição, o fator de potência, os eventos de alarme, etc., e listá-los dentro desse período. Diversos tipos de defeitos descobertos durante as inspeções e seus tratamentos.
4.12. Aplicativo móvel
O aplicativo suporta operação e manutenção de energia. O aplicativo móvel suporta sete módulos: "sistema de monitoramento", "arquivos de equipamentos", "tarefas", "registros de inspeção", "registros de defeitos", "gerenciamento de documentos" e "relatórios do usuário". Gráfico primário, demanda, consumo de energia, vídeo, curva, temperatura e umidade, ano a ano, mês a mês, qualidade de energia, consultas de alarmes de eventos diversos, consultas de arquivos de equipamentos, processamento de tarefas, consultas de registros de inspeção, relatórios do usuário, gerenciamento de documentos, etc.
5. Configuração de hardware do sistema
Aplicativo | Modelo | Imagem | Função |
Plataforma em nuvem para operação e manutenção de subestações | AcrelCoud-1000 |
| A plataforma fornece perfis de usuário, monitoramento de dados de energia, análise de qualidade de energia, análise de consumo de energia, relatórios de dados de consumo de energia diários, mensais e anuais, alarmes e registros de eventos anormais, monitoramento do ambiente operacional, manutenção de equipamentos, relatórios de usuário, despacho de operação e manutenção e outras funções, e oferece suporte a acesso a dados multiplataforma e multiterminal. |
Portal | ANet-2E4SM |
| 4 portas seriais RS485, isolamento de optoacoplador, 2 interfaces Ethernet, suporte a ModbusRtu, ModbusTCP, DL/T645-1997, DL/T645-2007, CJT188-2004, OPC UA, ModbusTCR (mestre, escravo), 104 (mestre-escravo), consumo de energia do edifício, SNMP, MQTT; fonte de alimentação de entrada (módulo principal): CC 12 V~36 V. Suporta módulo de expansão 4G, módulo de expansão 485. |
| Módulos de extensão ANet-485 | Módulo M485: isolamento de optoacoplador de 4 canais RS485 | ||
| Módulos de extensão ANet-M4G | Módulo M4G: suporta comunicação de rede 4G completa | ||
Linha de entrada de média tensão | AM6-L |
| Proteção contra sobrecorrente de três estágios (com direção, bloqueio de baixa tensão), proteção contra sobrecarga, alarme de desconexão de TP, proteção contra energia reversa, religamento único trifásico, descarte de carga de baixa frequência, detecção de sincronização, proteção de fechamento de loop, proteção contra falha de disjuntor |
Linha de entrada de média tensão | APM810 |
| Trifásico (I, U, kw, kvar, kwh, kvarh, Hz, cosΦ), corrente de sequência zero In; energia elétrica de quatro quadrantes, exibição de histograma de corrente de carga de desequilíbrio de corrente e tensão em tempo real e sob demanda; 66 tipos de alarme e eventos externos (SOE), 16 registros de eventos cada, suporte para gravação de expansão de cartão SD; 2-63 harmônicos; 2DI+2D0, RS485/Modbus; visor LCD; |
APView500 |
| Tensão e corrente de fase + tensão de sequência zero e corrente de sequência zero, desequilíbrio de tensão e corrente, potência e energia ativa e reativa, alarme de evento e registro de falha, harmônicos (tensão/corrente 63 harmônicos, 63 harmônicos intergrupos, ângulo de fase harmônico, taxa de conteúdo harmônico, potência harmônica, taxa de distorção harmônica, fator K), flutuação/oscilação, aumento de tensão, queda de tensão, transiente de tensão, interrupção de tensão, amostragem de forma de onda de 1024 pontos, gravação de disparo e temporização de onda, exibição de forma de onda em tempo real e visualização de forma de onda de falha, armazenamento de arquivo em formato PODIF, memória 32G, 16D0+22D1, comunicação 2RS485+1RS232+1GPS, 3 interfaces Ethernet (+1 porta de rede de manutenção) + 1 interface USB, suporta dados de leitura de disco U, suporta protocolo 61850. | |
|
Média tensão alimentador
Média tensão alimentador | AM6-L |
| Proteção contra sobrecorrente de três estágios (com direção, bloqueio de baixa tensão), proteção contra sobrecarga, alarme de desconexão de TP, proteção contra potência reversa, religamento único trifásico, descarte de carga de baixa frequência, detecção de sincronização, proteção de fechamento de loop, proteção contra falha de disjuntor |
APM810 |
| Corrente de sequência zero trifásica (I, U, kw, kvar, kwh, kvarh, Hz, cosΦ); energia elétrica de quatro quadrantes; desequilíbrio de corrente e tensão em tempo real e de demanda; exibição de histograma de corrente de carga; 66 tipos de alarme e eventos externos (SOE), 16 registros de eventos cada, suporte para gravação de expansão de cartão SD; 2-63ª harmônica; 2DI+2D0 RS485/Modbus; display LCD | |
| Média tensão alimentador | AEM96 |
| Medição de parâmetros elétricos trifásicos U, I, P, Q, S, PF, F, estatísticas de energia ativa direta e reversa total, estatísticas de energia reativa direta e reversa; análise de conteúdo de subharmônicos e harmônicos totais de 2 a 31 fases, harmônicos separados por fase e parâmetros elétricos de onda fundamental (tensão, corrente, potência); especificação de corrente 3X1,5(6)A, precisão de energia ativa nível 0,5S, precisão de energia reativa nível 2; temperatura operacional: -10C~+55C; umidade relativa: ≤95, sem condensação |
| Baixo tensão tomada | AEM72 |
| Medição de parâmetros elétricos trifásicos U, I, P, Q, S, PF, F, estatísticas de energia ativa direta e reversa total, estatísticas de energia reativa direta e reversa; análise de conteúdo de subharmônicos e harmônicos totais 2-31, harmônicos de fase dividida de linha de saída de baixa tensão e parâmetros elétricos de onda fundamental (tensão, corrente, potência); especificação de corrente 3x1,5(6)A, precisão de energia ativa nível 0,5S, precisão de energia reativa nível 2 |
| Baixo tensão tomada | ADW300 |
| Parâmetros elétricos trifásicos: medição U, I, P, Q, S, PF, F, medição de energia ativa (direta e reversa), energia reativa de quatro quadrantes, conteúdo harmônico total, conteúdo harmônico fracionário (2º ao 31º); medição de temperatura de quatro canais A, B, C, N, medição de corrente residual de 1 canal; suporta RS485/LoRa/2G/4G/NB; visor LCD; precisão de energia ativa: nível 0,5 S (recomendado para projetos de renovação) |
Medição de temperatura sem fio | ATE400 |
| Fixado com folha de liga, a indução CT recebe energia, a corrente de partida é maior que 5A, faixa de medição de temperatura -50~125℃, precisão de medição ±1℃; a distância de transmissão é de 150 metros em espaço aberto |
ATC600 |
| Dois modos de operação: terminal e relé. O ATC600-Z realiza transmissão transparente por relé. A distância de transmissão do ATC600-Z para o ATC600-C é de 1000 m. O ATC600-C pode receber dados transmitidos por sensores da série ATE, AHE, etc., 1 canal 485 e 2 saídas de alarme. | |
Temperatura e humidade ambiente | WHD |
| Os controladores de temperatura e umidade WHD são utilizados principalmente para regulação e controle de temperatura e umidade interna em armários de distribuição de média e alta tensão, armários de rede em anel com caixa de terminais, transformadores tipo caixa e outros equipamentos. Fonte de alimentação CA/CC 85~265V, temperatura de operação: -40,0°C~99,9°C, umidade de operação: 0UR~99UR. |
sensor de imersão em água | RS-SJ-*-2 |
| Sensor de imersão em água por contato, monitora o acúmulo de água em subestações, valas de cabos, salas de controle e outros locais, fonte de alimentação de trabalho: DC 10-30V, temperatura de trabalho: -20C+60℃, umidade de trabalho: 0%UR~80%UR, tempo de resposta: 1s, saída de relé: contato normalmente aberto. |
câmera | CS-C5C-3B1WFR |
| Suporta imagens de alta definição 720p, com a resolução máxima suportada de até 1,3 milhão de pixels (1280*960). O microfone e o alto-falante integrados possuem função de intercomunicação por voz bidirecional. Suporta o serviço de internet EZVIZ Cloud, permitindo interação remota e visualização de vídeos por meio de celulares, PCs e outros terminais. |
sensor de fumaça | BRJ-307 |
| Sensor de fumaça fotoelétrico: Alimentação positiva (DC 12V): +12V Saída de relé: contato normalmente aberto |
controle de acesso | MC-58 (tipo normalmente aberto) |
| Tipo normalmente aberto, distância de detecção: 30-50 mm, material: liga de zinco, medidor elétrico cinza prateado, saída de contato seco. |
Acessórios combinando | ARTU-K16 |
| Tipo normalmente aberto, distância de detecção: 30-50 mm Material: liga de zinco, saída de contato seco elétrico cinza prateado |
KDYA-DG30-24K |
| Saída DC 24 V; fonte de alimentação 24 V |
6.Conclusão
A aplicação da plataforma inteligente de gerenciamento de operação e manutenção de subestações pode transformar os modos de transmissão e manutenção existentes em diagnósticos remotos online das condições operacionais reais e inspeções direcionadas com base no estado de saúde do equipamento, reduzindo significativamente o número de funcionários de operação e manutenção. Realizar a operação, manutenção e inspeção com frequência em dispositivos de proteção de relés no local para aprimorar o nível de gerenciamento refinado dos equipamentos. A pesquisa sobre tecnologia de operação e manutenção remota inteligente de proteção de relés é de grande importância.
referências
[1] Solução abrangente de automação, operação e manutenção de subestações de usuários Acrel. Versão 2020.05
[2] Manual de Projeto e Aplicação de Microrrede Empresarial. Versão 2020.06
[3] Wang Yan, Pesquisa sobre tecnologia de operação e manutenção de subestações inteligentes [J]. Communications World, 2015 (22).
[4] Zhang Zhiqiang, Pesquisa sobre plataforma inteligente de gerenciamento de operação e manutenção para subestações.
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Lorem Ipsum é simplesmente uma simulação de texto usada na indústria tipográfica e de impressos.
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