Hintergrund
Zusammenfassung: Das Projekt im Industriepark Hawassa nutzt intelligente Stromzähler zur Erfassung verschiedener elektrischer Parameter und Schaltsignale am Verteilnetzstandort. Das System arbeitet mit einer Vor-Ort-Vernetzung. Nach der Vernetzung kommuniziert es über einen Feldbus und überträgt die Daten an die Systemarchitektur. Das Energiemanagementsystem ermöglicht die Echtzeitüberwachung und -steuerung des Stromverbrauchs des Umspannwerks.
Schlüsselwörter: intelligenter Stromzähler; Stromverteilerraum; Energiemanagementsystem
Projektübersicht
Der Hawassa Industrial Park liegt in Äthiopien, Afrika.
Die Schutzvorrichtung, der Stromzähler usw. in den Schaltschränken AH1 bis AH14 des 10-kV-Stromverteilerraums auf der Projektbaustelle überwachen während des Betriebs die elektrischen Parameter und andere Daten des Stromversorgungs- und -verteilungssystems in Echtzeit.
Bedarfsanalyse
Lösung:
1) Integriertes Automatisierungssystem für 10-kV/35-kV-Umspannwerke;
2) Intelligentes Überwachungssystem im Hintergrund der Schaltanlage des Verteilungsnetzes;
3) Koordinierte Steuerungsplattform auf der Nachfrageseite der Stromversorgung
Um die statistische Erfassung und Analyse der Stromlast für das Produktionsmanagement und die Echtzeitüberwachung von Gefahrenquellen zu gewährleisten, ist eine Online-Echtzeitüberwachung von Parametern wie Spannung (U), Stromstärke (I) und Leistung (P) im Ein- und Ausgangsstromkreis des Verteilerkastens am Projektstandort erforderlich. Sobald an einem Messpunkt Anomalien festgestellt werden, erfolgt eine rechtzeitige Erkennung und Alarmierung, sodass das zuständige Personal die notwendigen Maßnahmen zur Vermeidung von Sicherheitsunfällen ergreifen kann. Die automatische Zählerablesung spart Personal- und Materialressourcen. Die Leistungsverlaufskurve visualisiert den Betriebszustand und die Betriebszeit jedes Stromkreises und ermöglicht es dem Benutzer, fehlerhafte Stromkreise zu erkennen und rechtzeitig zu korrigieren. So entsteht ein mehrstufiges System zur Messung der elektrischen Energie, das als Grundlage für die Energieanalyse dient.
Die Produkte des Lieferanten müssen hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit aufweisen, leicht erweiterbar sowie einfach zu reparieren und zu warten sein. Sie müssen mindestens die technischen Anforderungen erfüllen und darüber hinaus die Anforderungen an die Datenüberwachung des Verteilerkastens erfüllen.
Systemlösungen
Entsprechend der konkreten Projektsituation nutzt das Acrel-2000-System ein geschirmtes Twisted-Pair-Kabel zur direkten Verbindung mit dem Datensammler und von dort über ein Netzwerkkabel zur Überwachungszentrale. Dies gewährleistet die Stabilität und Echtzeitübertragung des Energiemanagement-Überwachungssystems.
1) Stationssteuerung
Die Stationssteuerungsebene dient als direkte Schnittstelle zwischen Mensch und Computer für das Managementpersonal des Stromüberwachungssystems. Dieses Projekt bezieht sich hauptsächlich auf die Überwachungszentrale des Stromverteilungsraums.
2) Netzwerkkommunikationsschicht
Die Kommunikationsschicht besteht hauptsächlich aus Datensammlern, Ethernet-Geräten und Busnetzen. Die Hauptfunktion der Kommunikationsmanagement-Maschine ist die Überwachung der intelligenten Messgeräte vor Ort. Die Ethernet-Geräte und das Busnetz ermöglichen den Datenaustausch zwischen Umspannwerk und Hauptstation. Dadurch wird die Verwaltung des Verteilnetzes zentralisiert, digitalisiert und intelligent, was die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Stabilität des Stromverteilungssystems erheblich verbessert und den unbeaufsichtigten Betrieb ermöglicht.
Dieses Projekt verwendet Acrels selbstentwickelte Kommunikationsmanagementmaschine ANet-2E8S1, die 2 10/100M Ethernet-Schnittstellen, 8 optokopplerisolierte RS485-Schnittstellen und 1 RS232-Schnittstelle (Debugging-Port) bietet und 256 Messgeräte unterstützen kann.
Kommunikationsmanagement-Maschine
Die intelligente Kommunikationsmanagementmaschine ANet bietet umfangreiche Protokollbibliotheksunterstützung, um die Vernetzung intelligenter Geräte verschiedener Sekundärgerätehersteller zu realisieren.
3) Feldgeräteschicht
Die Feldgeräteebene besteht aus Datenerfassungsterminals, die hauptsächlich aus Mikrocomputer-Schutzschaltungen und intelligenten Zählern zusammengesetzt sind. Die intelligenten Zähler sind über eine geschirmte RS485-Schnittstelle und eine MODBUS-Kommunikationsprotokollverbindung mit dem Kommunikationsserver verbunden. Der Kommunikationsserver kommuniziert mit dem Überwachungsrechner im Stromverteilerraum und ermöglicht so die Fernsteuerung.
Dieses Projekt verwendet Acrels Mikrocomputer-Leitungsschutz- und Messgerät AM5-F und das in die Installation integrierte elektrische Energiemessgerät AEM96.
Systemfunktionen
Das Diagramm des Echtzeit-Überwachungssystems ist der Hauptüberwachungsbildschirm, der hauptsächlich den Betriebszustand aller Stromkreise im Umspannwerk in Echtzeit überwacht.
Die Fernsignal- und Fernmessalarmfunktionen dienen im Wesentlichen der Überwachung des Schaltzustands der Niederspannungs-Ausgangsstromkreise und der Lastzuleitung. Die Popup-Alarmanzeige bei Schalterverschiebung und Überschreitung der Lastgrenzen zeigt den genauen Alarmort an und gibt einen Alarm aus, um das zuständige Personal zum rechtzeitigen Eingreifen aufzufordern. Die Lastgrenze kann von den jeweiligen Verantwortlichen frei eingestellt werden.
Die Ereignisalarmprotokollierungsfunktion dient hauptsächlich der Aufzeichnung der Alarminformationen und des Zeitpunkts des Auftretens der Alarminformationen, die während des Abfragezeitraums aufgetreten sind, und bietet dem diensthabenden Personal die Grundlage für die Analyse der Unfallursache, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die Funktion zum Auslesen von Parametern dient hauptsächlich der Abfrage der elektrischen Parameter des Niederspannungs-Ausgangsstromkreises. Sie unterstützt jederzeit die Abfrage elektrischer Parameter und bietet Funktionen wie Datenexport und Berichtsdruck. Dieser Bericht fragt die elektrischen Parameter jedes Niederspannungsstromkreises der Ein- und Ausgangsleitungen des Verteilerkastens dieses Projekts ab, insbesondere Drehstrom, Wirkleistung und Wirkenergie. Der Name jedes Stromkreises in diesem Bericht ist mit der Datenbank verknüpft, sodass Benutzer den Stromkreisnamen bequem ändern können.
Die Funktion „Stromverbrauchsbericht“ ermöglicht die Auswahl des Abfragezeitraums, unterstützt die kumulative Abfrage des Stromverbrauchs über beliebige Zeiträume und bietet Funktionen zum Datenexport und Berichtsdruck. Sie stellt dem diensthabenden Personal zuverlässige Stromverbrauchsberichte zur Verfügung. Die Namen der einzelnen Stromkreise im Bericht sind mit der Datenbank verknüpft, sodass Benutzer die Namen bequem ändern können. Wie in der Abbildung unten dargestellt, kann der Benutzer den Bericht direkt ausdrucken und im Excel-Format an einem anderen Ort speichern.
Zusammenfassung
Bei der Anwendung moderner Energieverteilungsanlagen ist die Sicherheit der Energieverteilung von höchster Bedeutung. Das in diesem Artikel vorgestellte Energiemanagementsystem wird im Industrieparkprojekt Hawassa eingesetzt und ermöglicht die Energieverteilung in Umspannwerken. Die Echtzeitüberwachung des Stromverbrauchs einzelner Stromkreise zeigt nicht nur den aktuellen Verbrauchsstatus an, sondern bietet auch eine Netzwerkkommunikationsfunktion. Dadurch kann ein Energiemanagementsystem mit Kommunikationsmanagementgeräten und Computern gebildet werden.
Das System ermöglicht die Analyse und Verarbeitung der erfassten Daten, die Echtzeitanzeige des Betriebszustands jedes Verteilerkreises im Stromverteilerraum, die Anzeige von Alarmdialogfeldern und Sprachansagen bei Überschreitung der Lastgrenzen sowie die Generierung verschiedener elektrischer Energieberichte, Analysekurven, Grafiken usw. Die bequeme Fernablesung, Analyse und Untersuchung der elektrischen Energie zeigt, dass das System sicher, zuverlässig und stabil ist und somit eine solide Grundlage für das Projekt zur Lösung von Stromversorgungsproblemen bietet und gute Ergebnisse erzielt hat.