電氣變配電智能運維方案
第一部分 智能運維系統方案
一、背景
目前商業(yè)樓宇、工業(yè)園區、學(xué)校、醫院、工廠(chǎng)、等配電房?jì)入姎膺\行維護通常由傳統人工巡檢方式進(jìn)行，由于運維人員專(zhuān)業(yè)能力及檢測手段有限，配電房?jì)入姎庠O備的異常情況無(wú)法及時(shí)發(fā)現。即使在配置了綜自系統的配電房?jì)?，因為測量設備監測范圍的局限性，對于開(kāi)關(guān)柜及變壓器運行過(guò)程中的安全隱患也無(wú)法預警和干預。
隨著(zhù)傳感器技術(shù)和現代信息技術(shù)的發(fā)展，配電智能化運維系統通過(guò)對配電室內電氣設備及用電環(huán)境的全面監測，利用大數據、云計算和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對配電室設備進(jìn)行遠程智能監測服務(wù)，通過(guò)對設備運行狀態(tài)和用電負荷的實(shí)時(shí)監測，對設備實(shí)行“數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化”管理和維護，實(shí)現從人工維護向智能代維轉變，從傳統檢修向狀態(tài)檢修轉變。
二、目標要求
為此提出以下要求：
目前采用傳統運維模式,處置能力不強,希望整體智能托管；
維修電工技能水平不足,希望能有專(zhuān)業(yè)性更強的維保團隊支持；
希望通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)+云計算手段,提高企業(yè)電力安全運行整體水平；
對電費支出有嚴格考核,希望通過(guò)能源系統進(jìn)行管控；
預防設備故障發(fā)生用電事故,希望能提高設備安全性和可靠性；
目前維保成本較高,希望有所降低；
用戶(hù)較多,希望增加電量集抄系統,做到電費收支平衡;
因停電困難的設備和區域，提供不停電檢測手段;
三、標準與規范
1 GB 2423.10-89 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規程
2 GB 26860-2011 電力安全工作規程
3 GB 31989-2015 高壓電力用戶(hù)用電安全規范
4 GL/T 596-2005 電力設備預防性試驗規程
5 GB 50150 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準
6 DL/T 860 變電站通信網(wǎng)絡(luò )和系統
四、項目建設方案
基于現有的條件，本運維項目是在中心站、配電房、箱式變內各配一面能源在線(xiàn)測控站，通過(guò)本地通信方式（有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)）采集高壓開(kāi)關(guān)柜內測量及運行狀態(tài)、直流柜內測量及運行狀態(tài)、高壓計量柜內用電量、環(huán)網(wǎng)柜內開(kāi)關(guān)狀態(tài)、低壓柜內測量及斷路器狀態(tài)、電容器柜內測量及電容器投切狀態(tài)等。在低壓柜內增加溫度、煙感采集功能，在配電室內增加溫濕度及水浸等環(huán)境監測。在線(xiàn)測控站將數據統一送至電力智能運維云平臺。
運維系統采用站云端一體化平臺架構,將電力用戶(hù)所屬高、低壓變電所實(shí)時(shí)運行參數及狀態(tài)傳送至云數據平臺，用戶(hù)通過(guò)WEB 或手機 公眾號訪(fǎng)問(wèn)變電所內數據，數據平臺同時(shí)導入電力安全運行管理流程及運行規范,對變電所內設備運行異常及時(shí)預警，結合電力用戶(hù)駐站值班人員及區域線(xiàn)下服務(wù)人員提供現場(chǎng)服務(wù)或技術(shù)支持。實(shí)現變電所的無(wú)人值守或者少人值守，實(shí)現對配電運營(yíng)情況的實(shí)時(shí)監控、運營(yíng)數據的分析和故障信息的報警提示，最終達到安全可靠、集中監控、定期巡檢、現場(chǎng)缺陷處置、事故搶修、定期預防性試驗的電力智能運維管理模式。
1.對110KV以下開(kāi)關(guān)站智能化改造具體內容有：
對高壓多路進(jìn)線(xiàn)的電能參數和開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行數據采集；
對高壓各路出線(xiàn)的電能參數和開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行數據采集；
對高壓各回路的繼電保護裝置進(jìn)行數據采集；
對開(kāi)關(guān)站內環(huán)境參數進(jìn)行數據采集采集；
2.低壓配電房智能化改造具體內容有：
對高壓總進(jìn)線(xiàn)的電能參數采集和開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集；
對變壓器總出線(xiàn)的電能參數采集和開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集；
對低壓各出線(xiàn)的電能參數采集和開(kāi)關(guān)狀態(tài)采集；
對無(wú)功補償控制器進(jìn)行數據采集；
對變壓器溫控裝置進(jìn)行數據采集；
對配電房環(huán)境參數采集；
根據現場(chǎng)實(shí)際情況更換或加裝監測儀表和電流互感器；
3.通信方式選擇：
在配電站室內，能源信息基站到配電柜內各種電力監測儀表通信方式，優(yōu)先選擇RS485布線(xiàn)，在條件不允許是采用無(wú)線(xiàn)方式；
配電站室中能源信息基站與云平臺的上行通信方式優(yōu)先接入企業(yè)內部局域網(wǎng)，在條件不允許時(shí)采用4G無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)的方式。
4.采集和監測的數據指標：
電量參數：有功電量、有功電度、無(wú)功電量、無(wú)功電度、峰谷平電量等；
電力參數：相電壓、線(xiàn)電壓、相電流、線(xiàn)電流、有功功率、無(wú)功功率、需量、功率因數、頻率等；
電能質(zhì)量參數：諧波電壓（2-32次）、諧波電流（2-32次）、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線(xiàn)電流等；
用電異常事件主要包括：過(guò)流、過(guò)壓、短路、失壓、缺相、跳閘、溫升、停電等。
配電房環(huán)境參數：溫度、濕度等；
5.系統結構圖：
6.配電監控設備
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一級菜單 |
二級菜單 |
備注 |
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站電概況 |
變配電站狀態(tài) |
包括電壓等級、變壓器容量測控裝置等等 |
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電力監測 |
配電圖 |
高壓圖和低壓圖可以互相切換 |
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光子牌 |
綜保直流屏的遙信值正常顯示黃色，異常顯示紅色 |
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變壓器監測 |
變壓器容量，有功、無(wú)功、功率因數、符合率、最大需量 |
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日原始數據 |
每個(gè)設備的用電情況 |
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逐日極值數據 |
曲線(xiàn)展示 |
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歷史電量 |
日報、月報、年報 |
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用電分析 |
用能報表 |
有日報，月報，年報 |
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峰谷平尖 |
監測用電時(shí)段 |
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三相不平衡 |
相與相之間的功耗平衡度 |
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功率因數 |
0-1 |
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主變負載率 |
負載占比 |
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需量分析 |
負荷占比 |
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事件記錄 |
遙信事件 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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越限事件 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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網(wǎng)關(guān)儀表日志 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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網(wǎng)關(guān)儀表日志 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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遙控事件 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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故障事件 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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專(zhuān)項設備 |
觸頭溫度 |
按時(shí)間和編號查詢(xún) |
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直流屏 |
合母和控母參數 |
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電容柜 |
電容補償參數 |
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微機綜保 |
里面有遙信、遙測 |
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運行環(huán)境 |
環(huán)境監測 |
溫濕度、水浸 |
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儀表通訊狀態(tài) |
看設備通許狀態(tài) |
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網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài) |
看網(wǎng)關(guān)通訊狀態(tài) |
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企業(yè)檔案 |
配置企業(yè)和監控點(diǎn)的檔案信息，包括企業(yè)類(lèi)別、合同容量、地址、名稱(chēng)等 |
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站電管理 |
管理員設置 |
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峰谷平尖設置 |
設置不同的時(shí)段 |
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月度報告 |
可以以報表形式導出用電分析情況 |
四、平臺指標和接口
1、性能指標
響應時(shí)間：100萬(wàn)級數據，頁(yè)面平均響應時(shí)間 <3秒；
吞吐量：每秒鐘請求事務(wù)的數量150；
并發(fā)用戶(hù)數：用戶(hù)并發(fā)數 <= 1000次/秒。
2、容量指標
WEB平臺的接入量是無(wú)限制的，只需要提供相應的硬件支撐。一般性能的服務(wù)器，如：CPU(E5-2640)，內存（16G），帶寬4M，可接入200站點(diǎn)。
3、數據采集接口
通訊管理機內置組態(tài)軟件，與各傳感器、智能儀表、控制器通過(guò)標準的規約進(jìn)行通訊，包括：modbusRTU、DLT645、IEC60870-101/103/104，完全滿(mǎn)足各類(lèi)設備的數據接入。
4、數據上傳接口
智能通訊管理機數上傳云平臺采用上海沈電平臺私有協(xié)議，該協(xié)議提供如下功能：身份認證、心跳檢測（校時(shí)）、事件上報、能效數據等功能。所有數據均以主動(dòng)觸發(fā)式上報為主，充分發(fā)揮通訊管理機邊緣計算的功能。
5、第三方數據訪(fǎng)問(wèn)接口
智能通訊管理機支持多路數據上傳，即可向上海沈電平臺上傳數據，亦可將數據轉發(fā)到其它云平臺。其上傳協(xié)議包括：住建部XML上傳協(xié)議、IEC60870-104協(xié)議、GW376.1協(xié)議、KEASI上報協(xié)議等。
五、系統功能界面
1、在線(xiàn)監測
在線(xiàn)監測分為三大模塊顯示，分別為系統概覽、分路監測、監控點(diǎn)對比分析
系統概覽
一次接線(xiàn)圖
實(shí)時(shí)數據
監測點(diǎn)對比
2、能效分析
能效管理主要通過(guò)對站點(diǎn)用電信息進(jìn)行分析，通過(guò)對歷史數據的集中分析、多維度分析，使站點(diǎn)用戶(hù)對自身用電質(zhì)量有一個(gè)全面了解。能效管理主要分為：電量分析、負荷分析、用電能效排名、監測點(diǎn)對比分析。
電量分析
負荷分析
3、統計報表
統計報表包括電量、負荷、原始值數據統計，可以將各類(lèi)數據查詢(xún)并導出Excel文件
電量統計報表
4、檔案管理
檔案管理提供對企業(yè)信息的管理、監控子站的管理、子站內設備信息的管理、電價(jià)管理和電費單管理
5、系統設置
系統設置主要系統管理員所具備的 權限，分為：系統菜單管理、角色管理和用戶(hù)賬戶(hù)管理
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