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Ancore Electric GmbH
Programme de mise en œuvre et d'application d'un système d'automatisation intégré pour les postes électriques des grandes entreprises industrielles
Date :2025-05-08Lire :1
Résumé:Cet article traite des problèmes d'optimisation de la conception et de l'exploitation des sous - stations dans les grandes entreprises industrielles. En analysant les caractéristiques et les fonctions des sous - stations des grandes entreprises industrielles, le choix du site de la Sous - station, le choix de l'équipement, la conception du système d'automatisation et d'autres liens clés ont été explorés. Parallèlement, une analyse approfondie des modes de gestion opérationnelle, des stratégies de maintenance et des méthodes d'optimisation de l'efficacité énergétique des sous - stations a été réalisée. Des études ont montré que la conception scientifiquement rationnelle des sous - stations et l'optimisation de l'exploitation peuvent améliorer considérablement la fiabilité de l'alimentation et réduire les coûts d'exploitation, offrant ainsi une garantie solide pour un fonctionnement stable des grandes entreprises industrielles. Cette étude fournit des conseils théoriques et des références pratiques pour la construction planifiée et la gestion opérationnelle des sous - stations dans les grandes entreprises industrielles.
Mots clés: grandes entreprises industrielles; Conception de sous - station; Optimisation opérationnelle; Systèmes automatisés; Gestion de l'efficacité énergétique
0 Introduction
Avec le développement rapide de la production industrielle, les grandes entreprises industrielles imposent des exigences plus élevées en matière de fiabilité et de qualité de l'approvisionnement en électricité. En tant que nœud clé du système électrique, les sous - stations sont conçues et exploitées à un niveau qui a un impact direct sur l'efficacité de la production et les coûts d'exploitation des entreprises. Cette étude vise à explorer les principes de conception et les stratégies d'optimisation opérationnelle des sous - stations dans les grandes entreprises industrielles afin d'améliorer la fiabilité de l'alimentation et l'efficacité opérationnelle des sous - stations.
Les études sur l'optimisation de la conception et de l'exploitation des sous - stations pour répondre aux besoins particuliers des grandes entreprises industrielles restent insuffisantes. Cette étude combinera les caractéristiques des grandes entreprises industrielles et explorera en profondeur les problèmes clés de la conception et de l'exploitation des sous - stations afin de fournir des solutions pratiques aux entreprises.
1 Aperçu des sous - stations des grandes entreprises industrielles
Les sous - stations des grandes entreprises industrielles sont des sous - stations spéciales conçues et construites pour répondre aux besoins de consommation d'électricité à grande échelle des entreprises. Comparé aux sous - stations civiles ordinaires, il a les caractéristiques de la concentration de charge, de la grande capacité et des exigences de fiabilité élevées. Ce type de sous - station est généralement alimenté à haute tension ou à haute tension avec des classes de tension allant jusqu'à 110kV ou plus pour répondre aux besoins en électricité des équipements de production de l'entreprise.
Les principales fonctions de la Sous - station comprennent la transformation de tension, la distribution d'énergie électrique, la compensation du facteur de puissance et le contrôle de la protection, entre autres. L'énergie électrique à haute tension est convertie au moyen d'un transformateur en une classe de tension adaptée à l'utilisation de l'équipement de production, et l'énergie électrique est distribuée à travers le réseau de distribution aux différents consommateurs d'électricité. Dans le même temps, la Sous - station est également équipée de dispositifs de protection et de contrôle parfaits pour assurer un fonctionnement sûr et stable du système électrique. Pour les grandes entreprises industrielles, les sous - stations ne sont pas seulement des centres d'approvisionnement en électricité, mais aussi des installations essentielles pour garantir la continuité de la production et la qualité des produits.
2 conception de sous - stations pour les grandes entreprises industrielles
La conception des sous - stations est la base pour assurer leur fonctionnement sûr et fiable. Tout d'abord, le choix du site et la disposition doivent tenir compte de la charge, de la facilité d'accès aux lignes, des conditions géologiques et d'autres facteurs, tout en réservant un espace de développement. Le choix de l'équipement est le lien central de la conception, il est nécessaire de choisir le transformateur approprié, l'équipement de commutation, le dispositif de protection, etc. en fonction des caractéristiques de charge, de la capacité de court - circuit et d'autres paramètres. La capacité du transformateur principal doit répondre aux besoins de charge, en tenant compte d'une certaine marge.
La conception de systèmes automatisés est une caractéristique importante des sous - stations modernes. Un système SCADA parfait doit être configuré pour réaliser les fonctions d'acquisition, de surveillance, de protection et de contrôle des données. Dans le même temps, il peut être envisagé d'introduire des applications telles que le diagnostic intelligent, la prévision de charge et d'améliorer le niveau d'intelligence de la Sous - station. En outre, l'accent doit également être mis sur la conception des installations de sécurité telles que le système de mise à la terre, la protection contre la foudre et d'autres pour assurer la sécurité du personnel et de l'équipement.
3 optimisation du fonctionnement des sous - stations dans les grandes entreprises industrielles
La gestion opérationnelle est la clé de l'efficacité des sous - stations. Un système parfait de gestion opérationnelle devrait être mis en place, y compris un système de veille, un code d'exploitation, des plans d'urgence, etc. L'adoption d'un système de surveillance avancé permet une surveillance en temps réel de l'état de fonctionnement et une réponse rapide aux situations anormales. En termes de stratégie de maintenance, il peut combiner la révision de l'état et la maintenance préventive pour améliorer la fiabilité de l'équipement et réduire les coûts de maintenance.
L'optimisation de l'efficacité énergétique est un élément important de la gestion opérationnelle des sous - stations. L'efficacité de l'utilisation de l'énergie peut être améliorée par des mesures telles que l'optimisation du mode de fonctionnement du transformateur, la configuration rationnelle du dispositif de compensation réactive, le facteur de puissance, etc. Dans le même temps, le système de gestion de l'énergie peut être utilisé pour surveiller et analyser la consommation d'énergie des sous - stations, identifier le potentiel d'économie d'énergie et élaborer des mesures d'amélioration ciblées. En outre, l'introduction de nouveaux systèmes d'énergie et de stockage de l'énergie pourrait être envisagée pour améliorer encore l'efficacité de l'utilisation de l'énergie et la fiabilité de l'alimentation des sous - stations.
4 Système d'automatisation intégré pour sous - stations ancore acrel - 1000
4.1 Résumé du programme
Le système intégré de surveillance automatique de la Sous - station acrel - 1000 se compose logiquement de la couche de contrôle de la station, de l'équipement de deuxième couche de la couche d'espacement et de la connectivité avec un système de réseau ouvert à couches. L'équipement de la couche de contrôle de la station comprend un hôte de surveillance, fournit une interface de contact homme - machine pour le fonctionnement de la station, met en œuvre des fonctions telles que l'équipement de la couche de contrôle de gestion, forme une surveillance complète de la station et communique avec la surveillance à distance, l'ordonnancement; La couche d'espacement se compose de plusieurs sous - systèmes secondaires, qui peuvent encore compléter indépendamment la fonction de surveillance sur place de l'équipement de couche d'espacement en cas de défaillance de la couche de contrôle de station et du réseau de couche de contrôle de station.
Pour les cas spécifiques de l'ingénierie, le schéma de conception a une haute fiabilité, une interface homme - machine facile à étendre et conviviale, le système de surveillance se compose de deux parties de la couche de contrôle de la station et de la couche d'espacement, en utilisant une structure de réseau distribuée en couches, le réseau de la couche de contrôle de la station utilise le protocole TCP / IP Ethernet. Le réseau de la couche de contrôle de la station adopte une configuration de préparation thermique à double machine à réseau unique.
4.2 lieu d'application
Il convient à la distribution des clients, à la surveillance opérationnelle des systèmes d'utilisation d'électricité et à la gestion du contrôle des classes de tension inférieures à 35 KV dans diverses industries telles que les bâtiments publics, les bâtiments industriels, les bâtiments résidentiels et autres.
4.3 structure du système
4.4, fonctions du système
4.4.1 surveillance en temps réel
Le système d'automatisation intégré acrel - 1000 sous - station, sous la forme d'un diagramme primaire de distribution, affiche intuitivement l'état de fonctionnement de la ligne de distribution, surveille en temps réel la tension de chaque boucle, le courant, la puissance, le facteur de puissance et d'autres informations sur les paramètres électriques, surveille dynamiquement chaque disjoncteur de circuit de distribution, sectionneur, couteau de sol et autres, état de la fermeture et des signaux relatifs aux pannes, alarmes et autres.
4.4.2 traitement des alarmes
Le système de surveillance a une fonction d'alarme d'accident. L'alarme d'accident comprend un déclenchement du disjoncteur provoqué par un fonctionnement anormal et un signal d'action du dispositif de protection; Les alarmes de prévisualisation comprennent la transposition générale de l'équipement, les informations d'anomalie d'état, la quantité simulée ou la quantité de température plus limitée, etc.
1) alarme d'accident. Lorsque le mode d'état de l'accident, l'alarme d'accident émet immédiatement une alarme sonore (volume d'alarme réglable arbitrairement), l'écran d'affichage de la station de travail de l'opérateur change de couleur et clignote pour indiquer que l'appareil se met en place, tandis que la fenêtre contextuelle affiche le texte d'alarme rouge, l'alarme est divisée en alarme en temps réel et en alarme historique, le texte d'alarme historique a la fonction de sélectionner la requête et d'imprimer.
Alarme d'accident par manuel, une alarme par confirmation. Alarme une fois confirmée, le son, le flash s'arrête.
Phase d'occurrence de l'alarme d'accident secondaire, permettant l'entrée du signal d'alarme suivant, c'est - à - dire que l'alarme secondaire ne couvre pas le contenu de l'alarme précédente. Le traitement des alarmes est défini ou arrêté sur l'ordinateur principal.
2) pour chaque mesure (y compris les grandeurs calculées), quatre limites de fonctionnement spécifiées (limite inférieure physique, limite inférieure d'alerte, limite supérieure d'alerte, limite supérieure physique) sont définies par la séquence de l'utilisateur en tant qu'alarme de prévisualisation et alarme d'accident.
3) l'accident d'interrupteur se déclenche à ce nombre ou l'interrupteur se déclenche à ce nombre, lance le message d'alarme, invite l'utilisateur à réviser.
4) Méthode d'alarme.
Les moyens d'alarme ont de nombreuses manifestations, y compris les fenêtres contextuelles, le clignotement de l'image, les alarmes acoustiques et optiques, la voix, les SMS, les appels téléphoniques, etc. mais sans s'y limiter, les utilisateurs ajoutent ou modifient les informations d'alarme selon leurs propres besoins.
4.4.3 régulation et contrôle
L'opérateur effectue des opérations de contrôle sur l'équipement électrique qui doit être contrôlé. Le système de surveillance a une fonction de surveillance opérationnelle qui permet au personnel de surveillance de mettre en œuvre la surveillance sur le poste de travail de l'opérateur et d'éviter les mauvaises manipulations.
Le contrôle opérationnel est divisé en quatre niveaux:
Contrôle, contrôle de révision en place de l'équipement. Contrôle avec priorité. Lorsque l'opérateur place le commutateur de commutation à distance / en place de l'appareil en place, toutes les autres fonctions de contrôle sont verrouillées et seules les opérations sur le terrain sont effectuées.
Contrôle de niveau, contrôle de réserve de compartiment. Sa commutation avec le troisième niveau de commande se fait au niveau de la couche d'espacement.
Troisième niveau de contrôle, contrôle de la couche de contrôle de la station. Ce niveau de contrôle se fait sur le poste de travail de l'opérateur avec commutation de la couche de contrôle distante / station.
Quatrième niveau de contrôle, contrôle à distance, priorité.
En principe, le contrôle de compartiment et le contrôle en place de l'équipement servent de moyens de fonctionnement de secours ou de révision. Pour éviter les erreurs d'exploitation, il est nécessaire d'utiliser une opération étape par étape, c'est - à - dire sélectionner, retourner à l'école, exécuter et définir l'opérateur, le mot de passe du tuteur et le Code de ligne au niveau de la station pour assurer la sécurité et l'exactitude de l'opération. Pour tout mode de fonctionnement, il est garanti que l'opération suivante ne sera effectuée qu'une fois l'opération précédente terminée. Un seul moyen de contrôle est autorisé en même temps.
Les équipements inclus dans la commande sont: disjoncteurs de 35 KV et moins; Sectionneurs de 35 KV et moins et interrupteurs de mise à la terre avec mécanisme électrodynamique; Disjoncteur électrique 380v pour Station; Dérivation du transformateur principal; Réplication à distance du dispositif de protection de relais et pattes de connexion de recul à distance.
3) contrôle du timing. L'opérateur effectue des opérations de contrôle temporel sur les équipements électriques qui doivent être contrôlés, définit les temps de démarrage et d'arrêt et complète le contrôle temporel.
4) sortie de contrôle du système de surveillance. Le point de la sortie de commande est le point passif, la capacité du point est 110V (220V), 5a pour le courant continu et 220V, 5a pour le courant alternatif.
4.4.4 gestion des droits des utilisateurs
Le système est configuré avec la fonctionnalité de gestion des droits d'utilisateur qui permet d'empêcher les systèmes d'exploitation non autorisés de définir des groupes d'autorisations pour différents droits d'exploitation (tels que les administrateurs, les mainteneurs, les équipes de veille, etc.), en ajoutant des noms d'utilisateur et des mots de passe dans chaque Groupe d'autorisations, offrant une sécurité fiable pour le fonctionnement, la maintenance et l'administration du système.
4.5 configuration matérielle du système
| Occasions d'application | modèle | Images | Fonction de protection | ||
| Système d'automatisation intégré pour sous - station 35kV | Acrel- 1000 |
| Peut afficher le schéma de câblage principal de la Sous - station, simuler le fonctionnement du réseau de distribution, réaliser le mode de veille sans pilote; Selon l'enregistrement séquentiel des événements, les courbes historiques, les ondes d'enregistrement des pannes, aider le personnel d'exploitation et d'entretien à réaliser une analyse rapide des pannes, à localiser et à résoudre les problèmes et à minimiser le temps de panne; Acquisition en temps réel du courant, de la tension, de la puissance, de l'énergie électrique et des harmoniques, des fluctuations de tension et d'autres paramètres de chaque boucle, équipement, analyse de la consommation d'énergie et gestion de l'efficacité énergétique du système de distribution et de l'équipement de consommation d'énergie | ||
| La passerelle | ANet- 2E8S1 |
| Port série RS485 à 8 voies, isolation par couplage optique, interface Ethernet à 2 voies, prise en charge de l'accès aux données pour les protocoles modbusrtu, modbustcp, DL / t645 - 1997, DL / t645 - 2007, cjt188 - 2004, OPC UA, etc., modbustcp (maître, esclave), 104 (maître, esclave), consommation d'énergie du bâtiment, SNMP, téléchargement de protocoles tels que mqtt, prise en charge du renouvellement du point d'arrêt, XML, json pour le transfert de données, prise en charge de la carte SD Standard de 8 go (32 go), prise en charge de différents protocoles pour transmettre des données à plusieurs plates - formes; Plusieurs réglages d'alarme pour chaque appareil. Alimentation d'entrée: AC / DC 220V, montage sur rail. | ||
| 35kV / 10kV / 6kV Protection contre l'arc | ARB6-A6 |
| Temps d'action: Jugement unique de l'arc ≤ 3.8ms Double jugement du courant d'arc ≤ 7.8ms | 0.4kv ~ 35kV: configurez 1 hôte par section de bus. | |
| ARB6-A12 | |||||
| ARB6-A18 | |||||
| ARB6-A24 | |||||
| ARB6-A30 | |||||
| Sélection | Interface Ethernet 2, 3 VOIES | ||||
| ARB-S0 |
| Sonde large spectre grand angle de type passif (sans batterie, sans entretien) Apportez votre propre fonction de filtre lumineux Entièrement isolé, sans composants métalliques (aucun risque de sécurité électrique) Fibre ignifuge double brin assortie (20 mètres) | Armoire haute tension: 1 sonde d'arc dans la configuration de la salle de bus, 1 sonde d'arc dans chaque configuration de la salle de chariot et de la salle de câble à la demande. Armoire basse tension: 1 sonde d'arc est configurée juste en face de la rangée principale. | ||
| ARB-S1 |
| Sonde de lumière ultraviolette grand angle de type passif (sans batterie, sans entretien) Apportez votre propre fonction de filtre lumineux Interface Standard St (application du réseau national) Fibre ignifuge double brin assortie (20 mètres) | |||
| 35kV / 10kV / 6kV Qualité de l'énergie électrique de l'armoire d'entrée de ligne Surveillance en ligne | APView500 |
| Courant de tension de phase + tension de séquence nulle courant de séquence nulle, déséquilibre de courant de tension, puissance réactive active et énergie électrique, alarme d'événement et onde de registre de défaut, harmoniques (tension / courant 63ème harmonique, 63 harmoniques inter - groupes, angle de phase harmonique, taux de contenu harmonique, puissance harmonique, distorsion harmonique, facteur K), ondulation / flash, tension d'attente, tension d'attente, transitoires de tension, interruption de tension, 1024 points d'échantillonnage de forme d'onde, déclenchement et enregistrement temporel des ondes, affichage en temps réel de la forme d'onde et affichage de la forme d'onde de défaut, stockage de fichiers au format pqdif, mémoire 32G, 16d0 + 22d1 communication 2rs485 + 1rs232 + 1gps, 3 interfaces Ethernet (+ 1 port réseau de maintenance) + 1usb prend en charge le disque U pour lire les données, prend en charge le Protocole 61850. | ||
| 35kV / 100kV / 6kV Gestion intelligente des intervalles, Thermométrie des nœuds | ASD500 |
| Grand écran couleur LCD de 5 pouces Affichage dynamique d'un diagramme analogique et d'une indication de stockage d'énergie à ressort, affichage sous tension haute tension et verrouillage, contrôle de puissance, phase nucléaire, contrôle et affichage de la température à 3 voies, à distance / en place, verrouillage automatique, bouton de stockage d'énergie indication de flash pré - divisée, indication d'intégrité du verrouillage automatique, mesure de tension de la boucle de verrouillage automatique, induction humaine, contrôle de l'éclairage dans l'armoire, Ethernet à 1 voie, RS485 à 2 voies, interface USB à 1 voie, synchronisation GPS, thermométrie sans fil des points électriques dans l'armoire haute tension, thermométrie paramétrique entièrement électrique, sortie d'impulsion, sortie 4 ~ 20ma; | ||
| 35kV / 10kV / 6kV Mesure paramétrique électrique espacée | APM830 |
| Triphasé (1, U, KW, kvar, kWh, kvarh, Hz, cosΦ), courant dans l'ordre zéro, énergie électrique dans quatre quadrants, temps réel et besoins, valeurs du mois et du mois précédent, courant, déséquilibre de tension, 66 types d'alarme et 16 enregistrements d'événements externes (Soe) chacun, support de l'enregistrement étendu de carte SD, 2 - 63e harmonique, 2d1 + 2d0, RS485 / Modbus, affichage LCD; | ||
| Enroulement du transformateur Détection de température | ARTM-8 |
| Inspection de la température à 8 voies, pt100 pré - enterré, interface RS485, sortie de relais à 2 voies; | ||
| Mesure de la température du connecteur de transformateur basse tension dans et hors du connecteur d'armoire de ligne mesure de la température | ARTM-Pn-E |
| Acquisition thermométrique sans fil avec accès à 60 capteurs thermométriques sans fil; U, I, P, Q et autres mesures paramétriques entièrement électriques; 2 sortie d'alarme; 1 voie de communication RS485; | ||
| ATE400 |
| Fixation de la feuille d'alliage, prise de courant par induction CT, courant de démarrage supérieur à 5a, plage de mesure de la température - 50 - 125c, précision de mesure ± 1 ℃; Transmission sans fil à 150 mètres du vide; | |||
| Occasions d'application | modèle | Images | Fonction de protection | Autres fonctions | |
| 35kV/10kV/ Ligne d'entrée 6kv | AM6-L |
| Protection contre les surintensités à trois sections (avec direction, verrouillage à basse tension), protection contre les surcharges, alarme de rupture de ligne PT, protection contre la puissance inverse, gâchette primaire triphasée, réduction de charge à basse fréquence, période de contrôle, protection en boucle fermée, protection contre les défaillances du disjoncteur; | Circuit opérationnel, Double Port Ethernet, Double 485 bouches, 2 voies 4 - 20MA changement Envoyer la sortie, Erreur d'enregistrement, GPS en temps réel, Mesure de pleine puissance Mesure de la quantité de courant continu
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| 35kV/10kV/ Ligne d'alimentation 6kv | AM6-L | Protection contre les surintensités à trois sections (avec direction, verrouillage à basse tension), protection contre les surcharges, alarme de rupture de ligne PT, protection contre la puissance inverse, gâchette primaire triphasée, réduction de charge à basse fréquence, période de contrôle, protection en boucle fermée, protection contre les défaillances du disjoncteur; | |||
| Changement principal 35kV (plus de 2000kva) | AM6-D2/ AM-3 | Protection différentielle à changement de deux tours / à changement de trois tours, protection différentielle proportionnelle au freinage; | |||
| AM6-TB | Mesure et contrôle de la protection de secours du transformateur, protection de surintensité à trois segments (avec direction, verrouillage de tension composite), protection non électrique, protection de ventilation de démarrage, alarme de rupture de ligne PT, élévation à distance, rétrogradation à distance, arrêt d'urgence à distance; | ||||
| 35kV/10kV/ Changement d'usine 6kv | AM6-S | Protection contre les surintensités à trois sections (avec direction, blocage de tension composite), surintensités à ordre nul, protection contre les surcharges (alarme / déclenchement), alarme de défaillance contrôlée, alarme de rupture de ligne PT, protection non électrique; | |||
| Moteur 35kV (plus de 2000kw) | AM6-MD | Protection de rupture de vitesse différentielle, protection différentielle proportionnelle, surintensité, surcharge, blocage et autres protections intégrées du moteur; | |||
| 10kV / 6kV Moteur asynchrone | AM6-M | Protection contre les surintensités à deux sections / surintensités à ordre nul / surintensités à ordre négatif, protection contre les surcharges (alarme / déclenchement), protection contre la basse tension, alarme de rupture de ligne PT, protection contre les blocages, délai de démarrage, protection contre les surcharges thermiques, déséquilibre de tension; | |||
| 35kV / 10kV / 6kV PT surveillance | AM6-UB | Juxtaposition / désextaposition PT, surveillance PT; | |||
| 10kV / 6kV Condensateurs | AM6-C | Protection contre les surintensités / surintensités à ordre nul à deux sections, protection contre les surcharges (alarme / déclenchement), alarme de rupture de ligne PT, déclenchement de surtension / sous - tension, protection contre les déséquilibres de tension / courant; | |||
| 35kV/10kV/ 6kv mère | AM6-B | Préparation de ligne à deux entrées / préparation mère / préparation adaptative, préparation de découpe, protection contre les surintensités à trois segments (avec orientation, verrouillage de tension composite), alarme de rupture de ligne PT, coupure / alarme de surcharge, période d'inspection, protection en boucle fermée; | |||
5 Résumé
La conception scientifiquement rationnelle de la Sous - station est la base pour assurer son fonctionnement sûr et fiable, et devrait prêter attention à la disposition du site, au choix de l'équipement et à la conception du système d'automatisation; Les stratégies de gestion opérationnelle et les mesures d'optimisation de l'efficacité énergétique permettent d'améliorer considérablement l'efficacité opérationnelle et économique des sous - stations; À l'avenir, avec le développement de la technologie de réseau intelligent, les sous - stations des grandes entreprises industrielles évolueront vers une automatisation plus intelligente, offrant aux entreprises un approvisionnement en électricité plus fiable.