配电监控装置管理论文范文第1篇

快速移动配电一体化装置, 打破固定配电供电单元的传统观念, 集拖车、变压器、开关柜高低压配置等一体, 实现10k V/400V配电装置的可移动性。在一些临时性用电客户, 有条件急需的用电客户, 10k V配电供电单元、小区箱变、城镇集中区变等配电设备发生重大故障不能立即修复的。在最短的时间内可采用快速移动装置到达故障指定地点, 代替以往固定不动的10k V配电单元和箱变, 从而使被动供电变为主动供电。可以说也是个民心工程。随着科技的发展和电压技术的突破, 快速移动配电一体装置适用于各种电压等级将是一个重要的发展趋势。现有的应急柴油发电车, 只有四个小时的供电时间, 需要停电还要拖出去加油, 一旦停两三天还得多次加油, 并且电压不稳定, 重新接线时供电很是麻烦。在理论研究的结果上, 研制多种型号快速移动配电一体化装置, 兑现“你用电、我用心”的社会承诺。当配电设备发生重大故障等不能立即修复时, 可以快速到达故障地点, 代替故障设备工作。在对变电站里的变压器进行五年一次的大修时, 该装置同样可以替代原10k V台变, 从而在检修时不断电。

我们所研制的配电装置, 是在总结多年来对几种开关和变压器的选择上, 最终选取10k V六氟化硫全封闭混合气体紧凑型断路器与刀闸, 以及S11M/10/0.4油浸式变压器, 该断路器和变压器具有节省空间、防震和抑制变压器油气泡的功能。在运行经验的基础上, 消化借鉴国外先进技术和设计理念, 专门为我国城市配网而设计制造的新型产品。具有供电可靠、结构合理、安装迅速灵活、操作方便、体积小、美观大方等卓越性能。

快速移动配电一体化装置研制材料如下:

车体:根据设备的负重选择相应的拖车, 拖车共两种:四轮和八轮的, 两种车都配有四个液压支座或螺旋支座, 一个手刹、一个转动120°的拖架、能直立收起和放下。车体设两处有接地点, 一个是外壳接地, 一个是设备接地。内部多处开有凸出百叶窗和圆孔散热, 车体内依次安装变压器和10k V六氟化硫断路器处安装散热风扇。车厢内配有高压室操作门、检修门, 厢后侧配有一个专用工具箱。

高压部分:10k V六氟化硫全封闭混合气体紧凑型断路器 (一个进线开关、一个环网开关、一个负荷开关) 、高压表计、变压器。打破变压器和断路器不能放在一起的传统观念, 断路器和变压器用隔板隔开。隔板配用散热孔, 断路器采用过流脱扣保护。靠为满足简单方便, 结构简单, 变压器选用无载调压, 并以熔断器作为后备保护, 采用10k V进线柜 (刀闸不带接地刀) 电源进入, 环网出线柜带地刀, 不能作为进线10k V环网电源柜, 以免造成三相接地短路, 软紫铜单芯电缆70㎡接入, 共两组电缆, 一组进线电缆, 一组环网电缆, 进线电缆固定接入, 全长8m。电源侧电缆肘头做好, 不用时卷好放到底部铁箱内。环网电缆根据情况而定, 软紫铜70㎡电缆接入和10k V避雷器及箱变配套使用, 一次高压带电显示器和故障指示器, 是提示有关人员注意设备正在运行, 所有高压连接部分采用10k V以上绝缘材料进行绝缘化处理, 所有二次线缆卡在线槽内。

低压部分:低压断路器、刀熔开关、电流互感器、转换开关、低压电容器、低压避雷器, 电流表、电压表、连接铜板导线、绝缘套、绝缘支柱等不同型号和数量, 用螺栓将其固定在装置上, 并依次安装在低压室内和面板上。目前试制两种型号的快速移动配电一体化装置。在快速移动配电一体化装置施工过程中, 遵循的主要8个标准规范和一个安全规范试验规程如下:1、GB1094/《电力变压器》, GB17467-2010《高压低压预装式变电站》, GB311.1《高压输变电设备的绝缘配合》, GB763《交流高压电器往长期工作时的发热》, GB5273《变压器、高压电和套管的接线端子》, GB7328《变压器和电抗器的声级测定》, GB/T6401-999《三相油浸式电力变压器技术参加和要求》, GB4208-1993《外壳防护等级》使用时采用电力设备预防性试验规程。

为保证安全, 用小货车拖动快速配电一体化装置, 限速30千米/时, 到达现场摆好位置, 四个支座放到一定位置固定拖车。接地接好, 测试接地电阻, 阻值在5Ω以下后对快速配电一体化装置进行全面检查, 再对10k V电源侧电缆头用验电笔验电, 确认无电后, 做好现场设备高低压连接, 另配制电缆头对接箱插头插入, 接入快速配电一体化装置, 操作高压部分开始空载试运行, 再对操作低压每条线路同时合上电容补偿开关。供电后, 关上所有门, 拖车拖架直立锁上, 再对两组电缆做好安全保护措施, 附近用栅栏围住警示。

摘要：为了切实打造“你用电、我用心”的品牌, 维护企业的生产秩序, 人民的生活不受影响, 提高供电优质服务的管理水平, 可利用10k V配电现有技术, 研究现有配电装备, 最大限度缩小设备体积和扩大使用范围。

配电监控装置管理论文范文第2篇

关键词：氧化铝焙烧;器件选型;串级控制系统;PID参数整定

一、氧化铝生产工艺

生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。

目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占20.2%，混联法占69.4%，拜耳法占10.4%。虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界90%的氧化铝是用拜耳法生产的。

拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。

下面两项主要反映是这一方法的基础：

Al2O3xH2O2NaOH(3x)H2O2NaAl(OH)4

NaAl(OH)4Al(OH)3NaOH

前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在95-100度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。

拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。

1破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预热器中的矿浆。溶出设备可用套管加热与高压釜组成溶出器组。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后，与赤泥一次洗液一同进入矿浆稀释槽。末级自蒸发器排出的乏气，用来预热赤泥洗水，洗水由循环水和不合格的冷凝水组成。稀释矿浆进入分离沉降槽，其溢流经过叶滤和降温后送去晶种搅拌分解，分解后的氢氧化铝浆液经分离后，大部分氢氧化铝返回种分槽作为晶种使用，其余部分送去洗涤，洗水用纯净的热水，洗净后的氢氧化铝送去焙烧，焙烧后的氧化铝即为成品氧化铝。分离后的种分母液送去蒸发，加入少量盐类晶种以诱导盐类晶种析出，其溢流与滤液、补充新的液体苛性钠后组成循环母液，送去调配制备原矿浆。

二、氧化铝生产焙烧过程工艺

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺中的最后一道工序。焙烧的目的是在高温下把氧化铝的附着水和结晶水脱除，从而生成物理化学性质符合电解要求的氧化铝。 (1)焙烧原理

氢氧化铝经过焙烧炉的干燥段，焙烧段和冷却段使之烘干，脱水和晶形转变而变成氧化铝产品其化学变化可分为以下几个阶段。

(a)脱除附着水

CAl(OH)3H2O100Al(OH)3H2O 当温度高于100C时氢氧化铝中的附着水被蒸发，此反应发生在闪速干燥器。 (b)脱除结晶水

结晶水的脱除分两步进行，250-300度时，失去两个结晶水，在500-600度的温度下它失去最后一个结晶水。而成为rAlO。

23300CAl2O33H2O250Al2O32H2O 600CAl2O3H2O500Al2O3H2O  (c)晶型转变

氢氧化铝在脱水过程中伴随着晶体转变，rAl2O3在950度时开始进行晶型转变，逐渐由rAl2O3转变为a-Al2O3。

(2)氧化铝焙烧过程生产过程流程介绍

流态化焙烧是世界上最先进的氢氧化铝焙烧技术与装置，流态化是一种固体颗粒与气体接触而变成类似流体状态的操作技术。而固体物料在流态化状态下与气体或液体的热交换过程最为强烈。

2 (a)此炉型采用了在干燥段设计热发生器这一新颖措施，当供料氢氧化铝附着水含量增大时，不需象其它炉型那样采取增加过剩空气的方式来增加干燥能力，仅需启动干燥热发生器来增加干燥段热量，避免了废气量大增而大量损失热量，因此，与前二种炉型相比，气体悬焙烧炉热耗和电耗要低。

(b)整套装置设计简单。一是物料自上而下流动，可避免事故停炉时的炉内积料和计划停炉时的排料;二是设备简单，除流化冷却器外无任何流化床板，没有物料控制阀，方便了设备维检修：三是负压作业对焙烧炉的问题诊断和事故处理有利。这些都有利于故障后生产的快速恢复，给生产组织带来方便。

(c)控制回路简单，气体悬浮焙烧炉虽有多条自动控制回路，但在生产中起主要作用的仅有2条，一条是主燃烧系统的主炉温度控制回路，另一条是O2含量控制回路。

三、焙烧炉温度控制方案设计

目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。一个控控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上;控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控 制器。

(1)对于焙烧过程而言，主要控制焙烧炉出口温度。而影响焙烧炉出口温度的因素主要就是燃料的流量，而流量又决定于主燃烧器的流量阀门的开度。因此，我们引入中间点信号，即最能反应焙烧炉出口温度的进入主燃烧器中的燃料流量，作为调节器的补充信号，以便快速反应影响焙烧炉出口温度变化的扰动，引入该点作为辅助被调量，通过调节管道上流量阀的开度调整燃料的流量，组成了流量.温度串级调节系统，从而调节焙烧炉的出口温度，来保氧化铝的产量和质量口”。焙烧炉温度控制回路流程图如图所示：

图1 焙烧炉温度控制回路流程图

3 焙烧炉温度控制回路设计为串级控制回路，主回路为温度控制回路，其输入为焙烧炉的出口温度的设定值，控制器输出为副回路的输入，测量仪表为一体化热电偶;副回路为流量控制回路，其输入为主控制器的输出或主燃烧器的流量设定，控制器输出为主燃烧器V19流量调节阀的百分比开度，执行机构为流量电动调节阀，测量仪表为电磁流量计。 从方框图可以看出，串级调节系统有两个闭环的调节回路：

图2 温度控制回路结构图

a)由PID控制器、调节阀、主燃烧器、流量计构成了副环回路。 b)由PID控制器、副环回路、焙烧炉、温度计构成了主环回路。

副环回路为流量调节系统，选用标准PID控制器来控制该系统。主环回路为温度调节系统，也选用标准PID控制器来控制该系统。

主调节器出的的信号不是直接调节温度，而是作为副调节器的可变给定值，与燃料流量信号比较，再通过副调节器去控制电动阀动作，以调节燃料流量，保证焙烧炉出口温度能较快的跟踪设定值并最终保持在设定值附近不变。

(2)从动态特性的角度考虑，优化控制器性能与结构，提高系统的响应速度。在对控制系统进行设计时，尽量根据被控制对象选择一组较为合适的控制器参数，提达到更好可控制效果。而通过对系统建立数学模型，根据模型特性，通过设定某种性能指标，在实现最优指标的前提下，对控制器参数进行寻优可谓是个好的优化控制器性能的办法。对于串级控制系统来说，有两个控制器，因此需要分别对两个控制器的参数进行整定，整定的顺序先调节副回路，待副回路调节达到要求后，在调节主回路。

(3)如果测量元件的延迟和惯性比较大，就不能及时反映温度的变化，就会造成系统不稳定，影响控制质量。因此，在系统的仪表选型上尽量使用快速的测量元件，安装在正确的位置，保证测量信号传递的快速性，减小延迟和惯性。

四、焙烧炉温度回路对象模型的建立与验证

建立数学模型的方法有许多种，像机理建模、系统辨识等。机理建模有较大的普遍性，但是多数工业过程的机理较为复杂，其数学模型很难建立，虽然在建模过程中作了一些具有一定实际依据的近似和假设，但是逼近不能完全反映过程的实际情况，有时甚至会带来一些估计

4不到的影响。因此，在工程目前主要采用试验建模一过程辨识和参数估计的方法。建模的方法我们采用响应曲线法，响应曲线法主要用于阶跃响应曲线和矩形脉冲响应曲线。

图3 阶跃响应法 图4 矩形脉冲响应法 (1)阶跃响应曲线的试验测定：

将被控过程的输入量作一阶跃变化，同时记录其输出量随时间而变化的曲线，则称为阶跃响应曲线。

阶跃响应曲线能直观，完全描述被控过程的动态特性。实验测试方法易于实现，只要是阀门的开度作一阶跃变化即可，实验时必须注意：

(a)合理选择阶跃扰动量，既不能太大，以免影响正常生产，也不能太小，以防被控过程的不真实性。通常取阶跃信号值为正常输入信号的5%一15%，以不影响生产为准。 (b)试验应在相同的测试条件下重复做几次，需获得两次以上的比较接近的相应曲线，减少干扰的影响。

(c)试验应在阶跃信号作正，反方向变化时分别测出其相应曲线，以检验被控过程的非线性程度。

(d)试验前，即在输入阶跃信号前，被控过程必需处于稳定的工作状态。在一次试验完成后，必须是被控过程稳定一段时间后再施加测试信号作第二次试验。

考虑到实际工程的方便，对主炉温度控制我们采用阶跃响应曲线试验建模法。根据 控制理论来分析，设计或改进一个过程控制系统，只有过程的阶跃响应曲线显然是不够的，还必须有阶跃响应曲线来辨识被控过程数学模型，如微分方程、传递函数、频率特性、差分方程等。在确定模型参数时，首先分析阶跃响应曲线的形状，选取一种模型结构，然后进行参数估计。由阶跃响应曲线辨识数学模型的方法很多，一阶惯性环节是一种常用的估计方法。

在过程输入阶跃信号x0的瞬时，其响应曲线的斜率最大，如图5所示。

5图5 阶跃响应曲线

此时，其数学模型可用一阶惯性环节来近似，即

w(s)sK1

式中参数K、的求法如下： (1)过程的静态放大系数

y()y(0) x0K(2)过程的时间常数

对于上式所示的过程模型，在阶跃信号x0作用下的时间特性为：

y(t)Kx0(1e)

式中，K为过程的放大系数，可由上式可确定。

图3.20描绘该方程的曲线图，表明一阶过程对输入的突然变化不能瞬时做出响应。事实上，当时间间隔等于过程时间常数是(t)过程响应应仅为完全值得63.2%。从利用上讲，除了t，过程输出总不会达到新的稳态值;当(t5)时，相应近似为最终稳态值。

t

五、设备及控制仪表的选型

(1)温度变送器的选择

选用JCJ100G温度变送器，JCJ100G温度变送器将热电热偶所测的温度变化通过电路处理，经信号放大后转化成标准的电压或电流信号。信号可以供数字仪表、记录仪、模拟调节器、DCS系统，广泛用于工业生产过程检测与控制系统。 本温度变送器采用优质电子器件，性能远高于其他同类产品，物美价廉。 (2)控制器选型

按照设计要求，本设计选用一个KSW-6-16型温度控制器为1300℃电炉的配套设备，与铂铑铂热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉膛内的温度自动保持恒温。以硅碳棒为加热元件的高温电阻炉，其加热元件的冷态与热态时的电阻值相差较大，在长期使用中硅碳棒的电阻值将逐渐变大。所以必须与调压设备配套使用，KSW-6-16型号的温度控制器具有温度控制和电压调节二种功能，该温度控制器的温度显示有数字显示

6和指针显示二种，其中尤以固态继电器为执行元件并配以数字显示的控制器性能更为优越。 结构及工作原理：温度控制器的外壳由钢板冲压折制成型并采用铝合金框架结构，外壳表面采用高强度的静电喷涂，漆膜光滑牢固。控制器的前部装有温度控制仪表、电压表、电流表和电源开关。控制器的内部装有可控硅、线路板及螺旋保险和接线端子等电器元件。该温度控制系统采用了优质电子集成元件，控温灵敏、性能可靠、使用方便。

其工作原理：热电偶将电炉内部的温度转换为毫伏电压值，经过集成放大器的放大、比较后，输出移相控制信号，有效地控制可控硅的导通角，进而控制硅碳棒的平均加热功率，使炉膛内的温度保持恒温。 (3)执行器的选择

PID系统的执行机构为电动调节阀、排料阀。电动阀使用电机作动力，气动阀使用压缩空气作动力，电动阀对液体介质和大管道径气体效果好，不受气候影响，电动调节阀要求电动调节装置和阀体间隙精密，能够准确地控制阀门开度，阀芯则根据重油黏度系数选用V型半球阀，使其过油能够连续通顺，并使调节与开度尽量满足线性关系。为了解决排料的连续性，选择了气动控制排料阀，执行机构为I/P定位器。I/P定位器是二位三通电磁阀。此装置通过阀门开关来控制气缸带动活塞运动。 (4)气开气关选择

气动调节阀气开或者气关，通常是通过执行机构的正反作用和调节阀结构的不同组装方式实现。气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑的。在本设计中，沸腾焙烧炉的温度控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。根据生产过程的工艺特点和安全要求，保证人身安全原则、系统与设备安全原则，保证产品的质量原则，减少原料和动力浪费原则，基于介质特点的工艺设备安全原则，本设计选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更适合。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。 (5)调节器正负作用选择

副调节器作用方式的选择，确定副被控过程的Ko2，当调节阀开度增大，燃料量增大，炉膛温度上升，所以 Ko2 >0 。最后确定副调节器，为保证副回路是负反馈，各环节放大系数(即增益)乘积必须为正，所以副调节器 K 2>0 ，副调节器作用方式为反作用方式。 主调节器作用方式的选择，炉膛温度升高，物料出口温度也升高，主被控过程 Ko1 > 0。为保证主回路为负反馈，各环节放大系数乘积必须为正，所以副调节器的放大系数 K 1> 0，主调节器作用方式为反作用方式。

六、温度控制器PID参数整定及仿真

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起

7来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

被控对象为一阶传递函数

3.98W(s)sK111.15s1

采样时间为O.2秒，输入指令为一阶阶跃信号。

温度控制器PID参数整定方法，应用Matlab计算机语言编写了算法PID参数程序，获得优化参数。

整定后的PID控制阶跃响应在Matlab环境下进行仿真，仿真控制程序如图3.31所 示。

图6 温度PID控制的Simulink仿真程序

在仿真环境下焙烧炉设定1110℃，仿真曲线图所示。

8图7 温度PID整定的阶跃响应曲线

通过仿真曲线图7可以看出通过PID参数能够使焙烧炉温度快速稳定准确的跟踪设定值，上升时间大约为8s，调节时间约为10s，超调量小，基本达到控制要求。

七、总结

所设计的回路控制策略应用到现场，能够满足现场的控制要求，而且能够提高产品的品质，实验室整定的PID参数对现场控制器有很好的指导意义，提高了控制精度;为氧化铝焙烧生产提供保障;减轻了现场工艺人员的工作强度，同时也能更加精确、严格的按照设定好的曲线烘炉，提高炉子内衬的使用寿命，为顺利生产提供前提保障。总之，焙烧过程计算机控制系统成功的应用到实际工程中，满足实际项目的工艺要求，降低了现场人员的工作量，节约了现场能量，提高了产品质量和产量。

参考文献：

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配电监控装置管理论文范文第3篇

1 无功自动监控和补偿系统的概述

1.1 无功自动监控和补偿系统原理

电网当中所产生的电力负荷被称为功率, 根据其是否有效做功可以分为有功功率和无功功率, 如果设有功功率为P, 无功功率为Q, 则电网的实际功率, 而这与数学理论当中的勾股定理相同, 将其转化为三角函数进行分析, 其中直角边和斜边之间所形成的夹角Φ被称为功率因数角, 而功率因数则可以用cosφ=P/S来进行表达, 功率因数是对电力负荷性质的一种表达, 是配电网络运行过程中重要的经济分析指标, 功率因数直接影响了变压器在对有功电流进行输送时的效率, 同时也对输电线路的磨损产生了一定的影响。

在输电线路当中, 电流在电感性和电容性元件当中做功情况不同, 实际运行过程中电感电流和电容电流的方向正好相反, 如果根据相应的比例安装电容元件, 就可以有效使两种电流互相抵消, 使得电压和电流之间的夹角缩小, 提高做功效率, 产生无功补偿情况。

1.2 无功自动监控与补偿系统的设备

通常情况下无功补偿系统中的设备除了基础的电源、发电机之外, 还含有同步调相机、静止无功补偿器以及静电电容器等。其中同步调相机是一种与空载运行的发电机特性相似的设备, 在过励磁运行过程中能够给无功补偿系统提供无功电源, 借此提升系统的电压;而在欠励磁运行过程中, 该设备则可以有效吸取无功功率, 起到降低系统电压的作用, 因此该设备主要是为了保证系统运行中的稳定性, 根据实际情况改变输出电压, 减小功率的消耗。

2 无功自动监控和补偿系统的设计

2.1 系统框架的设计

根据农网配电线路的实际情况来看, 其无功补偿系统框架的设计必须遵从以下原则进行:

首先是其设备的适用范围必须根据我国农网电量参数的实际需求而定, 其中的数据测量设备必须能够快速准确地对远端电压、电流等数据进行测量和存储, 同时还需要具备记录电表运行情况和故障情况的功能, 设备的体积也必须适中, 这样可以为后期升级和设备加装提供帮助。其次, 各设备之间的数据传输必须流畅, 应将数据客户端转发软件进行应用, 完成互联网通讯结合战略, 实现系统的远程数据传输和实时同步, 使电网控制人员能够获得农网整体的运行情况、故障数据等。第三, 该系统下的软件必须具备能够接受不同位置传输的远程数据功能, 并且能够在操作界面上显示电量参数, 满足管理者的远程操作需求, 对电流电压的运输进行监控和预警, 对传输的数据进行处理、存储, 并附有扩展的功能接口。目前国内所应用的农网配电无功补偿系统一般分为四个层次, 包括数据采集、传输、存储、分析调用, 各数据层均有相应的功能模块提供支持。

2.2 系统功能模块的设计

首先, 在设计数据采集模块时应对其主体进行确定, 包括智能电表和集中采集设备, 因为农网一般选择以三相三线或四线电表作为首选, 其能够实时测量配电网中的电压或电流, 并对有功功率和功率因数进行分析, 使用智能多功能电表获得的数据精确度较高, 其运行环境也符合我国农网的需求, 本身功耗较低, 一般不会超过2W, 并且大小适中, 能够被安装在多种运行环境的当中。集中采集设备则主要是远程控制终端, 其能够对变压器的数值进行测量, 保证数据的时效性和远程传输性。其次, 数据收发模块则主要是以计算机和服务器为主, 利用这两种设备之间建立的远程数据传输功能, 对采集设备上的数据进行解析, 其中计算机的客户端可以通过TCP/IP网络协议与主配电站设备建立数据联系, 并且该网络协议的适用范围较广, 属于互联网基础性协议的一种。第三, 数据存储和显示模块主要是为了方便操作人员的对系统的控制, 其中主要包括VC监控、SQL数据库、VS.NET等, 利用VS.NET2008作为软件的开发平台, 建立数据库管理系统。第四, 分析模块主要是对输入和输出的数据进行计算机算法分析, 使得系统能够输出很合理的无功电容量, 同时返回所输入的电量。如果想要保证该系统计算的准确性, 就必须要对农网配电线路中的各种损耗进行确定, 包括线路和变压器损耗, 而这需要数据收集模块进行提供。

3 结语

农网配电线路是村镇地区电能的主要输出环节, 利用无功自动监控与补偿系统能够有效提升农网的输电效率和稳定性, 保证村镇地区经济发展。

摘要：随着我国现代经济的不断发展, 人们对于电能的需求量也逐渐增加, 这给现代电网的配电线路带来了巨大的压力, 尤其是技术相对落后的农村配电网络。本文即是对农网配电线路无功自动监控和补偿系统进行研究, 探讨了无功补偿技术的原理和设备类型, 并对无功自动监控与补偿系统的框架和功能模块设计进行阐述, 以期能为相关工作提供参考。

关键词：农网配电线路,无功自动监控与补偿系统,设计

参考文献

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配电监控装置管理论文范文第4篇

DGT-801系列数字式保护装置与监控系统通讯可采取三种规约:MODBUS规约、103规约、DGT801规约;通过CPUC板上的两个RS-485口 (COM5和COM6) 或以太网口来与外部DCS、ECS等监控系统进行通讯, 支持的串口规约为MODBUS规约和串口103规约, 支持的以太网规约为以太网103规约;此外, 装置还可通过保护CPUA或CPUB直接与外部监控系统进行通讯, 支持DGT801规约。三块CPU板构成的装置CPU系统通讯示意图如图1。

D G T 8 0 1规约需要将数据线接在CPUA、CPUB板上, 易对保护正常运行造成干扰。因此, 此规约仅用于出厂后从未升级过的保护装置中;103规约种类繁多, 保护侧与通讯侧较难实现规约一致。因此, 大部分保护装置与监控系统使用MODBUS规约进行通讯。下文就对MODBUS规约进行说明。

1 通讯接线

在CP UC背板J P3端子上 (如图2) , 5 D A T A-、5 D A T A+、5 G N D, 6 D A T A-、6DATA+、6GND分别为COM5口、COM6口的正、负、地接线端子, 5GND、6GND属于抗干扰接地, 正常应接入;在外部通讯线接入前, 需使用0.7mm2～1mm2软导线将背板端子相关功能引到保护屏竖排端子。

2 通讯设置

在保护液晶触摸面板上, 触按“功能”框, 再按“通讯设置”, 就可以进入设置界面, 对COM5 (RS485) 、COM6 (RS485) 按以下进行设置:波特率:9600;校验位:无校验;通讯规约:MODBUS;通讯地址:按实际要求配置, 可选择0～247, 0为广播地址, 不可选, 其它地址可任意选择, 但地址位不可以与其他装置重复, 否则会起冲突。

3 传输方式及通讯帧格式

3.1 传输方式

MODBUS通讯帧请求应答的方式进行传输:主站 (外部监控系统) 发送查询帧至从站 (保护CPU) , 从站根据功能类型执行相应的操作, 并发送应答帧至主站。监控查询实行轮巡式。对于主站发送的广播帧, 从站不进行应答。查询及应答如图3。

3.2 支持的功能类型

表1中01H、02H、03H、04H均为标准的MODBUS功能类型。为了使保护装置的正常功能不受通讯的干扰及破坏, 对于保护投退状态以及定值目前仅提供只读功能。在编写与保护通讯规约时, 保护厂家需要提供相对应的寄存器码表。实际运用中, 可以按需要对以下各功能码中的内容进行采集, 即可以全部采集, 也可以部分采集。

3.3 通讯帧格式

通讯帧格式遵循标准的MODBUS通讯帧格式。下文以水口保安电源电站机组DGT-801A (以下简称为801A) 保护装置为例, 对读保护投退状态帧 (01H) 的格式进行说明 (表2, 表3) 。

举例说明:801A的0x寄存器内容 (表4) 。

假设发送报文为:01 01 00 01 00 0B3d d2。

第一个字节01:表示的是设置的MODBUS地址, 即图3所示通讯地址中的数值, 可以通过界面改变的。第二个字节01:MODBUS规约中规定的功能码 (01H表示读保护投退) 。第三和第四个字节00 01:代表要读取的起始位, 以16进制表示, 也就是所需读取的信息的起始地址, 这里表示从第一个地址位开始读取。第五和第六个字节00 0B:要读取的保护的个数, 以16进制表示, 00 0B转化为10进制是11, 说明要读11个保护。如果0B改为08则表示读取8个保护。第七和第八个字节3dd2:CRC校验码, 自动生成, 目的是为了保障数据传输过程中不会出错。

假设回复报文为:01 01 02 01 00 fa2d。

第一个字节01:表示的是装置的MODB US地址。第二个字节01:表示的是MODBUS规约中规定的功能码 (01H表示读保护投退) 。第三个字节02:表示的是读取的字节数, 因为上面分析的测试报文是要读11个保护, 每个保护的投退状态占用1bit, 所以回复的是2个字节的数据。第四、五个字节:读到的2个字节的数据, 把数据按二进制来表示分析保护信号量的情况 (1表示保护投入, 0表示保护退出) 。0000 0001 0000 0000 (共2个字节) 从数据中可以看出, 只有一个保护投入, MODBUS规定数据是从每个字节的第八位向第一位读, 所以可以看到, 是第一个保护信号动作了, 对应0x寄存器, 说明“发电机转子保护”动作。最后两个字节f a 2d:CRC校验码。

4 现场接线及测试注意事项

保护装置与监控系统通讯是弱电系统, 易被干扰, 因此电缆选择时必须做好电缆屏蔽接地。并且, 电缆芯线在屏柜内敷设时, 不宜与强电回路共用线槽。如果出现保护装置与监控系统无法通讯的情况, 在确认接线及地址设置无误时, 可采取降低波特率, 或者将DATA+与DATA-进行对调的方法。

由于现场运用中监控系统经常只需采集保护信号量。因此, 实际测试信号正确性时可采取保护装置传动方式, 在保护液晶触摸面板上, 按“出口传动”框, 进入“出口传动”界面, 逐一对需要检验的信号进行传动。另外, 由于监控系统采集信号量的时候无法采集保护装置动作时间, 因此, 监控系统中出现的保护动作时间为监控系统时间, 在运行中, 只需确保保护相继动作顺序正确即可。

5 综述

保护装置与监控系统通讯有以下优点。由于保护能通过监控系统提供电压、电流、开关量、保护压板投退、信号、定值、出口等情况, 极大的方便运行及维护人员, 使运行人员及维护人员可远方判断保护装置运行状况, 减少他们的劳动强度, 并且提高了保护装置的可靠性。

软报文信号作为硬接点的一个有效补充, 由于保护装置硬接点有限, 因此, 不可能每种类型保护动作都有一个硬接点送到监控系统, 而软报文信号十分详细, 刚好补充了硬接点的不足。但同样, 也存在一些不足。

微机保护经过十多年发展, 保护逻辑及功能已日臻完美, 但保护中的通讯功能发展一直相对滞后。究其原因, 主要有两条, 第一, 保护通讯只是随着近几年对厂站自动化要求的提高, 才逐渐考虑接入监控系统中, 之前一直不受重视, 保护中的通讯模块在实际运用中使用频率低;第二, 监控系统从保护装置中通常只采集事故及故障信号量。可靠性受监控回路影响大。另外, 保护装置已有硬接点送入监控系统中, 软接点只是作为硬接点的一种补充措施, 受重视程度低。相信随着厂站自动化程度的不断提高, 这种情况将会逐渐得到改善。

保护设备厂家的调试人员保护通讯知识水平较低, 这是厂家重保护、轻通讯的缘故。在现场安装调试中, 经常无法满足与监控系统配合要求, 导致工期延误。个人认为设备厂家应加强对现场调试人员的技术培训。

运行维护人员同样也存在通讯知识薄弱的情况。大部分继保人员对保护通讯知识了解较少, 而自动化专业人员同样也不了解继保知识, 造成缺陷处理时配合困难。建议对继保及自动化维护人员进行跨专业培训, 使互相之间有所了解, 争取做到一专多能。

摘要：随着对厂站自动化程度要求的提高, 越来越多的保护装置需要接入监控系统中, 本文通过对DGT-801系列微机型保护装置与监控系统通讯方法的分析, 初步描述此系列保护装置的主要通讯规约类型, 并以MODBUS通讯规约为例, 描述此规约的原理、传输方式、现场接线、信号测试等。

配电监控装置管理论文范文第5篇

1 系统构成和原理

(1) 系统图如图1所示

(2) 架空乘人装置主控制器控制矿用架空乘人装置的系统运行, 留有TCP/IP以太网通讯接口, 通过光纤转换器将以太网信号转换成光纤信号, 上位机端光纤转换器将光纤信号转换成TCP/IP以太网信号, 通过网线将系统运行参数传输给上位机。上位机采用组态软件实现监控架空乘人装置的系统运行参数以及进行控制操作。

(3) 沿途多个矿用摄像头采集沿途系统运行图像信息, 通过光纤转换器转换成光纤信号传输给上位机, 通过光纤转换器将将光纤信号转换成相应得图像信号, 上位机采用视频服务器处理沿途摄像头的图像信息, 是多个图像同时显示, 便于观察整个系统的运行情况。

2 软件设计

(1) 上位机采用组态王和视频服务器实现监控系统的软件化。

(2) 上位机采用组态王实现系统参数监控画面设计。系统在运行过程中, 上位机实时分析和处理控制器传输的系统运行参数数据, 把系统运行信息采用动画和表格显示, 并将信息实时记录到数据库, 便于查询。组态王可以控制起停。组态王可以实现以下功能。

(1) 显示系统正常运行参数。

(2) 显示系统故障信息。

(3) 数据查询和打印功能, 可以查询以往故障和打印。

(4) 密码功能:可以设置登陆权限, 防止非专业人员误操作。

(3) 上位机采用视频服务器实现图像信息处理, 分割成几个画面, 可以实时显示各个摄像头的图像信息。

3 结语

本系统具有操作简单、工作可靠、多重冗余备份的特点, 可通过集控室的主控计算机完成井下乘人装置的控制, 并对乘人装置工作时的各种工作状态进行实时监视、数据保存、查询、打印, 在集控室对井下各传感器进行校正、播放背景音乐 (选配) 、并具有通过局域网对监控系统进行监视与数据库浏览的功能。能减少井下操作人员数量、井下工人劳动强度。采用组态软件, 界面友好, 易于学习掌握。经济实用、性价比高。视频监控实时显示现场画面, 及时发现隐患, 安全性高, 减少了靠人巡视, 提高了效率。本系统实现监控系统信息收集、处理、查询、统计、分析等功能, 实现管控调度一体化。由于采用标准接口, 可以实现产品的升级和兼容其它设备的监控系统。

摘要：基于组态软件面向对象, 摄像头监控, 结合光纤技术通讯的长距离, 抗干扰性强的特点, 设计了在光纤框架下, 通过上位机实时监控矿用架空乘人装置系统运行参数以及沿途运行情况的远程系统。

关键词：矿用架空乘人装置,远程监控,光纤,上位机

参考文献

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配电监控装置管理论文范文第6篇

一、系统总体结构

本系统拟采用物联网技术架构, 包括感知层、传输层、应用层, 总体结构如图1所示。基本思路是各类传感检测模块按照预先设置频率采集数据, 通过工业以太网将数据上传至总控单元, 由总控单元负责将感知信息进行有效处理, 并经无线通讯发送至云端。在云端建立配电网数据中心, 实现数据汇集、分析、存储和呈现。用户只需使用终端设备即可实现校园配电网实时监测、远程控制等功能。

二、系统硬件设计

系统硬件主要包括配电间现场测控单元和GPRS无线传送单元两大部分, 配电间现场测控单元通过工业以太网Profinet总线与GPRS无线传送单元建立连接, 实现数据、控制命令等信息的双向传送, 硬件总体结构如图2所示。

各配电间现场测控单元以西门子S7-1200PLC为控制核心, 配备若干南京华太自动化技术有限公司生产的Profinet适配器。根据配电间现场采集参数信息、输出控制对象的数量, 每个Profinet适配器配备相应数量的数字量输入模块FR1108、模拟量输入模块FR3004、输出模块FR2108, 其结构如图3所示。

GPRS无线传送单元中采用的控制核心为S7-1200系列PLC, 具体型号为CPU1212C。GPRS模块为广州市巨控电子科技有限公司生产的智能远程控制终端GRM503-N2Y。两者通过工业以太网相连。

三、系统软件设计

系统软件设计包括本地PLC程序设计和远程终端程序设计。本地PLC程序基于博途软件开发, 主要完成两个方面的功能。系统主程序如图4所示, 一方面实现对现场电流、电压、开关状态等信号的采集, 另一方面执行远程下达的控制命令。PC机组态监控软件采用Wincc组态软件, 安装GrmLocalOpcServerSetup后, 采用标准OPC协议, 建立GrmOpcServer与Wincc组态软件的连接。其基本开发流程如图5所示。

在手机上安装GPRS智能终端手机版配置软件, 修改GPRS智能终端密码, 登录云监控网站, 即可查看工业通用版的APP监控界面, 利用标准Webservice二次开发接口, 二次开发定制版的APP监控界面。

四、结论

本文设计了一种基于GPRS和PLC的大学校园配电网远程监控系统, 在分析系统总体结构的基础上, 进行了硬件设计和软件设计。

本系统实现了大学校园配电网的远程监控, 一定程度上减轻了工作人员劳动强度, 提高了工作效率。

摘要：大学校园配电网是学校的主要动力来源, 它的主要任务是为学校的教学、科研及师生员工生活提供电能。我国大部分高校建设较早, 校园配电系统自动化程度较低, 工作人员劳动强度较大, 工作效率较低。基于此, 本文结合GPRS技术和PLC控制技术设计了一种大学校园配电远程监控系统, 通过远端PC、APP监控校园配电网, 极大地减轻了工作人员的劳动强度, 提高了工作效率。

关键词：GPRS,PLC,配电网,远程监控

参考文献

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