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电力电源及蓄电池远程维护系统设计与实践

作者:admin  时间:2017-11-17 07:09  人气: ℃

摘要:

      介绍了基于PCM 数字传输通道的变电站直流电源及蓄电池的远程维护系统的设计方法。 在不改动原直流电源系统设计的情况下,通过增加变电站直流电源及电池测控单元,完成协议转换及采集智能设备信息,并转换成监控中心可以理解的通信协议(IEC61850)。 系统通过电源监控单元完成电力电源测控,控制输入交流电源实现蓄电池远程充放电管理,对监测数据的理论分析、诊断电源系统及蓄电池的运行状态。

 

      关键词:蓄电池;远程维护;PCM;电力电源

 

      目前,变电站配置的直流电源系统均设计有监控单元,可以实现电源及蓄电池的本地智能维护,并支持通过传输通道将监测信息发送到远程监控中心的功能。但很多变电站并没有建立集中的电源及蓄电池远程维护系统,虽然很多变电站实现了少人或无人值守,但对于电源及蓄电池的例行维护还需要投入大量的人力和物力。变电站智能电源、蓄电池维护及远程监控的现状有以下几个特点:

(1)变电站的智能电源来自于多个厂家,各厂家采用各自的通信协议,即使采用同一种通信协议,也因为各厂家对通信协议的理解不同、采集的参数不一致,导致各厂家的设备很难互联互通,也很难将所有电源信息集中在监控中心进行统一监控。

(2)变电站的电源信息通过其它系统(如变电站综合自动化系统)接入到监控中心,而由于其它系统主要功能并不是监测电源,采集的电源信息往往比较少,且电源信息往往淹没在变电站大量的信息中,同时很难迅速或直观地监测电源系统运行状况,在该监控系统中对电源系统进行分析也不可能。

(3)智能电源的通信接口数量是有限的,且被其它系统所占用,要在不影响其它系统的情况下实现电源系统的集中监控存在一定的困难。

(4)智能电源往往均具有蓄电池本地自动维护功能,但对蓄电池远程维护的功能很少能够实现。

 

      因此,在不影响目前系统的情况下,建立单独的智能电源监控及蓄电池远程维护系统,对变电站电源系统的运行情况进行信息汇总,分析变电站电源系统存在的问题,为变电站电源系统的检修、维护、更换提供科学依据,并能实时监视变电站蓄电池组的运行情况,实现蓄电池的远程遥控充放电管理(关闭电源的输出,通过负载对蓄电池放电),对有问题的蓄电池组及时发现,解决蓄电池的运行维护问题。

 

系统结构

(1)变电站智能电源监控及蓄电池远程维护系统由监控中心和变电站设备构成;

(2)系统可以利用多种方式组网,如:采用PCM透明传输方式组网;

(3)监控中心服务器、业务台可随系统规模灵活扩展;

(4)变电站采用一台测控单元,具有两大功能:作为协议转换器采集智能设备的监控信息, 将其转换成监控中心可以理解的通信协议,如 IEC61850;作为控制单元进行蓄电池远程充放电管理。 


系统实现

电源系统信息监测方案

变电站直流电源系统的电池信息包含在电源系统信息中,因此要完成电池的监控必须将电源系统也纳入电池监控系统中。而基于变电站内电源系统的生产厂家不同,设备配置情况不一等多种情况,总结出以下几种实现方案:

2.1.1 电源系统没有空闲的与监控中心通信接口 变电站电源系统多数挂接电池测试仪、接地巡检仪等智能设备[5],而上行串口多数已接入综合自动化系统,不再具有空闲的通信接口。

这种情况下,可通过将测控单元接入原上行的通信接口中,监测通信信息,完成电源系统的信息采集。根据电源系统与综合自动化系统的通信接口类型的不同,主要存在以下两种情况:

(1)RS232 通信接口。 测控单元的连接方式,在直流电源系统和综合自动化系统的 RS232 通信线上增加一对 RS232/RS422转换器,电源测控管理单元通过另一只 RS232/RS422 转换器或直接接入 RS422 口的方式实现电源系统的信息监测。

(2)RS485/RS422 通信接口。 测控单元的连接方式,电源测控管理单元通过 RS485/RS422接口直接挂接在直流电源系统和综合自动化系统的 RS485/RS422 通信线上实现电源系统的信息监测。

2.1.2 电源系统与监控中心有空闲通信接口 当电源系统与监控中心有空闲的通信接口时,测控单元设计有 RS232/RS485/RS422 多种接口类型,可以直接接入电源系统,完成电源系统的信息采集。

 

蓄电池远程维护实现方案 

  1. 变电站智能电源系统具有自动电池管理功能,但大部分电源系统与综合自动化系统仅实现信息监测的遥测和遥信功能,对于蓄电池的远程维护功能很少能实现[6]。 本系统可根据上述电源系统信息的监测方案,实现电源系统的远程充放电维护功能。 根据电源系统自身在蓄电池维护方面的功能,提供如下解决方案:

    电源系统有空闲通信接口且电源系统具有遥控模块开关机功能通过通信接口,测控单元接收维护中心下发的蓄电池远程维护命令,根据设定的蓄电池远程维护参数,通过开/关整流模块可以实现蓄电池组充放电的远程维护。

    电源系统有空闲通信接口,不具有遥控模块开关机功能或电源系统没有空闲通信接口变电站电源系统引入2 路交流电, 通过交流接触器互锁后对电源系统供电,测控单元通过遥控节点控制交流切换装置的交流接触器的开/合,控制电源系统的交流输入电源,然后根据设定的蓄电池远程维护参数, 实现电池组的远程充放电管理。

     

    结语

    变电站直流电源系统是变电站可靠运行的重要设备。其中高频开关电源系统中的高频开关电源模块和蓄电池是直流电源系统的核心部件,其可靠性直接关系到直流电源系统的可靠性。对变电站直流电源系统进行远程测控与维护是数字化变电站的重要组成部分,文中提出的在不改动电源系统结构的情况下,通过采集直流电源监控信息(包括蓄电池测试仪)实现的直流电源系统进行监测,通过远程控制(开通、关闭)直流电源系统的交流电源完成蓄电池在无人职守情况下对负载的充放电管理,同时完成蓄电池运行状态、使用寿命的分析判断。实践表明本系统可实现电源系统和蓄电池的远程监控与维护,且结构简单、成本低,不需增加很多设备。此外,该设计思想同样也适用于其它行业、领域的电源系统及电池的远程监控与维护。

     

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