地铁低压配网电压暂降保护系统解决方案.pdf

2018 市场部 杨昊睿 yanghaorui 地铁低压配网电压暂降保护系统解决方案 创新高效 精益求精 支撑服务 发展共赢 价 值 观 营造绿色 洁净电网 追求能效 持续提高 企 业 愿 景 提供智能化 综 合 用 电 管理一站式 解 决 方 案 产 品 服 务 企业宗旨 深圳市科雷特能源科技股份有限公司致力于为客户打造安全、高效的用电环境,提供包括方 案设计、工程实施、维保服务在内的整体式解决方案，实现电能质量监测与治理、能效分 析、节能方案制定与实施的综合用电服务，为客户提供安全、高效的电能使用。 199820032012 20162015 公司成立 成为德国EPCOS公司 中国战略合作伙伴 变更为股份有限公司 并购深圳市世纪新泰 达电子有限公司 新三板挂牌上市 代码832039 2014 成为国家级高新技术 企业和深圳双软企业 发展大事记 产品与服务 智能化电能质量管理方案 Power Quality Solutions 电能管理解决方案 Power Management Solutions 综合用电服务 Power Integrate Service 01 02 03 技术领域 智能电能 管理 电力在线 监控技术 智能混合补 偿技术 电能质量分 析与治理 能效服务 云计算、大数 据处理技术 获得 ISO14001 环境管理体系认证、ISO9001 质量管理体系认证等，质量 保证体系及实施非常完善，确保每一件出厂的产品做到全质检、零缺陷 生产制造中心 企业资质 知识产权 北京国家体育场（鸟巢） 广州亚运会上海世博中国馆 广州客运站厦门-深圳铁路深圳机场 中山国际金融中心 深圳华星光电华为南方工厂 深圳腾讯数据中心 深圳滨海医院 深圳平安金融中心 典型业绩 地铁低压配网用电管理现状 电压暂降保护装置 智能电力运维监测终端 低压配网电压暂降保护系统 目录 01 02 03 04 综合信息发布管理云平台05 基于云平台的大数据分析与应用06 01 地铁低压配网用电管理现状 地铁低压配网用电管理现状 电能质量问题日益突出，影响 范围越来越大，绿色洁净用电 的需求愈发迫切 1 缺少完善的技术监督手段，且 配电房位置分散，难于接入并 实现在线监测 4 用户对电能质量认知刚起步， 关注度较低，对事故事后分析 为主，缺乏事前预防 2 电力运维人为干预较多，自动 化程度低，运维成本高，且运 维效率低 5 被动的事故处理方式，不故障 不关注，故障即更换，故障分 析缺少凭证 3 缺少一套易于应用推广、面向 用户的综合用电管理平台 6 地铁低压配网主要电能质量问题 谐波 01 电压暂降 三相不平衡 04 无功补偿 02 电压暂降定义 国标国标GB/T 30137 暂降暂降90-1 短时中断＜短时中断＜1 持续时间持续时间10ms-1min 参参考考电电压压 暂暂降降 深深度度 暂暂降降持持续续时时间间 残残压压 阈阈值值 电压有效值在短时间内电压有效值在短时间内 突然下降又回升的现象突然下降又回升的现象 电压跌落、电压骤降、电压跌落、电压骤降、 电压凹陷、晃电等电压凹陷、晃电等 电压暂降成因 01 02 03 04 05 06 07 动物和树枝误触 系统或人为短路故障 变压器投运或大负荷投切 大容量感应电机启动 恶劣天气条件负荷功率大幅波动 双电源切换 双电源切换-电压短时中断 切换时间从十几 毫秒到几秒不等 01 切换期间会导致所带 部分敏感设备停运 02 双电源切换 电压短时中断保护问题 国际电压暂降研究 国内电压暂降研究 深圳 电压暂降综合治理关 键技术研究 暂降容忍度试验平台 暂降评估实验室 国网/南网 国网电能质量统推平台 南网电能质量监测主站 广州 敏感负载电压暂降 容忍度实验室 江苏 电压暂降 在线监测系统 电源学会 团标电气设备电压 暂降及短时中断耐受 能力测试方法 APQI 电压暂降行业白皮书 典型电气元件的电压容忍度曲线 传感器 安全继电器 交流继电器 接触器 开关电源 残 余 电 压 持续时间 （毫秒） 电压降至55，时间100ms以上 绝大部分元器件已经无法工作。 变频器 伺服驱动器 电压暂降分布特征 u 绝大多数电压暂降事件持续时间为几毫秒至几百毫秒 u 地铁大部分一、二级负荷采用独立双回路供电，供电可靠性高达 99.999，面临主要问题不是断电，而是1s以内，甚至250ms以内 的电压暂降事件 地铁行业对电压暂降敏感的负荷 通信 信号 服务器 AFC 变频 设备 直梯 扶梯 电梯停梯 乘客滞留 其他设备 停机 安装事故 扶梯暂降保护 电压暂降治理措施 减少暂降故障次数 优化供电方式 安装暂降治理装置 缩短恢复时间 加强敏感设备抗扰动能力 地铁低压配网电压暂降保护系统 低压配网电压 暂降保护系统 电压暂降监测治理 智能电力运维 电能质量监测 电能管理 电力监控 02 地铁低压配网电压暂降保护系统 设计原则 稳定性 统一性先进性 安全性 功能定位 功能 定位 监控管理 智能运维 信息发布 数据分析 为设备运行保护提供 监控管理平台 为设备技术监督提供 智能运维平台 为设备透明运行提供 信息发布平台 为故障分析处理提供 数据分析平台 系统架构 通信方案 通信方案 通信方 案组成 GPRS SIM卡 数据采集 服务器 660/620/ VDC 用户价值 协助用户有效实现事前预防、事中处理及事后分析，实现供用电 安全性保障的全业务流程覆盖 3 3 为电能质量质量综合治理提供科学依据和决策支撑，为电力商业 运作以及系统综合评估提供技术数据 4 4 协助用户深入分析企业用电结构和能效特性，挖掘节能潜力，精 准实现需量申报预测，节约成本支出，实现精细化用电管理 5 5 协助用户全面掌握整体用电情况及用电质量，基于大数据有效 实现数据预测、预警及分析，为低压配网安全运行保驾护航 2 基于WEB便捷实现数据监控、分析和管理，有利于技术人员的快 速培养和全面提升，大幅降低运维成本，提升运维效率 6 6 为敏感设备提供全周期高精度供电可靠性保障，保证设备不间 断运行，避免安全性及经济性方面的隐患 1 03 电压暂降保护装置 GRT-VDC 电压暂降治理装置外观 GRT-VDC 电压暂降治理装置外观 34 U U 发生暂降瞬间 正常供电 工作原理 工作原理 36 国内暂降保护装置和UPS检测暂降一般采用半周波有效值 VDC采用一种改进的dq坐标变换检测法，响应时间更快 1 快速检测与响应 功能特点 动态响应时间 0.81.2ms 全响应时间 小于2ms 高效节能，效率＞99 正常工作采用SCR直通，无发热 超级电容无漏电电流，容值衰减小 超级电容采用双电层结构，通过极化电解质储能， 储能过程无化学反应且可逆， 可反复充放电几十万次以上，使用寿命长 2 超级电容储能，性能优越，免维护 功能特点 技术特点 标准正弦波输出 平滑退出 保护范围广 保护时间长 装置输出波形为标准正弦波 退出时，系统无波动变化，平滑退出 可保护低至0V的电压暂降 标配可保护1s的电压暂降，可根据用户需求 灵活扩容定制保护时长 数据记录功能 基本电量参数监测； GPRS无线传输 事件/设备状态记录；云平台数据展示 常见暂降治理装置 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 基于储能元件的 暂降治理装置 SSTS静态转换开关 UPS不间断电源 后备式直流电源 ATS自动切换开关DVR动态电压调节器 UPS用于暂降治理的不足 不适合冲击性负载， 不建议用电池类蓄能 产品进行暂降保护 离线式UPS响应速 度慢，无法及时提 供保护 在线式UPS典型耗 能为812，运 行成本高 对运维人员要求高，工 作量大，需定期对电池 充放电，巡检电池状态 UPS用于暂降治理的不足 每23年需全部更换电 池，且电池难于处理 一般要求26°左右恒 温且通风良好的运行 环境，制冷费用高 占地面积较大，不 适合电力改造项目， 容量越大难度越高 容量一般需达到负载额 定功率的2倍，预留的 裕度大带来资源浪费 功能类别VDCUPS 保护时间1秒1530分钟 效 率9990 体 积33100 重 量23100 储能材料超级电容器蓄电池 运行成本低高，23年左右更换电池 噪 音无有 发 热 量很小大 其 它无需专业维护人员需专业维护人员 与UPS对比 全保护方案 U 低压 母线 电压暂降保 护装置 关键部分保护方案 U 主电机电/扶梯 专用保 护系统 制动器 方案对比 序号全保护关键部分保护 1可从根本上解决电压暂降可解决绝大部分电压暂降 2投资较大投资小 3占地面积大占地面积小 4简单可靠改造方案确定相对复杂 5相对独立的保护设备嵌入式标准一体化 典型业绩 海力士 三星 LG 上海安靠封装测试 华为东莞松山湖工厂天马微电子 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 工程应用 L1，L2，L3 600ms 设备停机 工程应用 工程应用 04 智能电力运维监测终端 设计目标 设计目标 实现低压配网少人/无人值守 让电力维管更快速、更安全、更高效、更便捷、更经济 功能定位 优化运营 统计分析 专家知识库 数据挖掘 优化作业流程 节能建议和服务 统计分析和优 化运营方案 事后分析 辅助决策 故障分析 故障定位 辅助处理 减少维护工作 量，快速故障 诊断定位 事中处理 维管监视 在线监测 辅助控制 预防故障发 生，减少停 电时间 事前预防 产品组成 信号采集系统 供电单元 为不超过8个的单元提供 电源、通讯总线等功能 管理单元 GPRS通信；WIFI口维护 ； 485口采集 测量单元 全电量采集，包括电流/ 电压/电度/谐波/录波等 状态单元 采集11路电压，判断出 线状态 测温单元 提供10路温度采集 产品外观 功耗小于1W 高*宽*深73*36*68mm 2P空开尺寸 功能特性 功能复合性强，打破业 务壁垒，性能优越 1 轻量化架构，导轨式设计，体 积小，无需停电，易于运维 2 模块化架构，单/ 多回路自 由组合，多选型灵活定制 3 实时预警，对异常情况可 即时微信或短信预警 4 基于云平台实现集中采集， 全面分析，透明发布 5 优越的性价比，无液晶显示， 实用性强 6 状态单元 Ø提供11路AC220/57.7V电压输入 Ø用于对回路的带电/停电状态实时监视 Ø采集该回路交流电压值 测量单元 Ø三相电压电流以及0100mA剩余电流输入 Ø电压/电流0.2S，其他0.5S Ø全电量采集、故障录波、电能质量监测和剩余电流监测 Ø根据不同回路额定电流，配置不同规格的外置式电流互感器 电能质量监测与故障录波 录波触发条件可设置 记录故障有效值曲线 记录故障前后原始波形 不平衡监测 电压暂态变化监测 2-50次谐波监测 基本电量参数监测 电能管理 正反向实时 电能计量 开关量 输出/输出 分时计费 需量和最大 需量记录 全电量 数据采集 管理单元 Ø用于采集测量单元或状态单元等智能模块的信息，汇总后上 送到云平台 Ø管理单元自带1路GPRS接口，利用GPRS运营网络，与云端 监控系统信息交互 Ø考虑到现场调试需要，管理单元提供1个WIFI接口，专用于 调试和站内移动终端数据访问 供电单元 ØAC 220V供电 Ø内置AC/DC电源转换器，提供DC 5V电源输出 Ø提供RS485对外接口，为本柜内不超过8个智能模块供电， 并将这些智能模块的内部通讯接口转换成隔离的RS485接口 测温单元 Ø10路温度测量 Ø实现对开关柜内、电缆接头、环境温度等测量 Ø测温范围-40120°，精度1 工程应用 05 综合信息发布管理云平台 全WEB开放式信息发布平台 01 采用B/S架构 WEB服务器端只与数据库产生联系 02 信息源辐射 通过主流浏览器即可完成常规操作 03 开放式架构 保证先进性和可扩展性，对新功能需求可 以在不改变系统框架的前提下轻松实现 04 多级用户分级授权机制 实现信息定向投放，安全不泄密 强大的系统接入集成能力 数据集成更多元化， 更复杂，更灵活 支持多种接入方式、 通信规约、通信方 式、接口方式 可灵活拓展通信架 构，强大研发实力， 可根据需要定制开 发 u MSMQ u DLL u Web Service u SFTP u u 以太网 u 3G/4G/GPRS u 以太网关 u RS485/232 u 4接口方式3通信方式 u IEC61850 u Modbus TCP u Modbus RTU u 厂家私有规约 u 强大的系统接入集成能力 u 数据直采 u Comtrade u 离散文件 u 接入方式 通信规约 2通信规约1 接入方式 多数据源采集及展示 状态监控数据状态监控数据 电能计量数据电能计量数据 保护告警事件 电能质量监测数据 故障波形数据 有效控制流量和带宽的数据传输机制 一类数据一类数据 实时性要求较高的重要参数，5分钟主动 上送一次,上送数据可根据需要灵活调整 二类数据二类数据 实时性要求不高的参数装置本地 存储，云平台主从召唤上送 三类数据三类数据 实时性要求极高的告警事件，发 生后装置即主动上送 统一通信平台架构 1、采用模块化、多层 协议栈结构以及标准 通信接口函数集 2、通过预先定义系统 的接口函数，将系统 软件的接口给外部的 应用软件开放 3、对不同数据源开发 驱动程序，由统一数 据采集模块进行调度 数 据 采 集 程 序 统一通信接口对不同驱动程序监视、调度、管理 物 理 通 讯 网 络 驱动程序驱动程序驱动程序驱动程序 数据源数据源数据源数据源 统一通信平台架构 01020304 將全部數據採集 功能構建在一個 框架內，對各終 端通信可控、能 控，擺脫終端廠 家通信程式或子 站程式 新设备接入只需 简单的规约解析， 不涉及数据存储、 通信调度、异常 处理、数据补招 等功能，实现快 速接入 不同驱动程 序独立工作， 保证系统运 行的稳定性、 连续性 多数据源通过同 一函数接口封装 实现新增驱动类 型接入，不改变 整体架构，保证 通信结构的兼容 性和可扩展性 基于中间件技术的数据库接口设计 03020104 屏蔽应用程序及数据库的复杂性，营造简单而统一的 开发环境，减少研发人员的技术负担 减少系统维护、运行、管理工作量和总体研 发费用投入 将不同时期、不同平台开发的应 用软件集成，升级可继续使用 简化软件拓扑结构，实现信息隔离，保证稳定性和可扩展性 功能页面展示 06 基于云平台的大数据分析及应用 大数据分析前景预测 数据利用 率提升 10 电网利润 提升20- 49 3000亿 美元 麦肯锡 大数据分析核心关系链 大大 物物 移移云云 DT时代 什么是大数据 电能计量 数据 1 设备运行 数据 7 稳态越限 数据 6 故障波形 数据 4 电能质量 监测数据 2 状态监控 数据 3 Big Data 保护告警 数据 5 什么是大数据 Big Data Comtrade文件 SOE事件 统计数据 实时数据 电力大数据核心技术 海量数据采集、预 处理及存储 01 全维度统计分析 03 系统集成 信息合流 02 数据切割、挖掘及 碎片化重组 04 数据可视化发布 05 电力大数据分析应用场景 01 02 03 04 05 06 07 08 09 用电行为分析 电力经济运营 故障预警定位 业务关联分析 电网运行评估 用户负荷预测 电力安全管理 电力调度管理 状态运维检修 01 03 04 05 06 0 7 08 09 02 基于大数据分析的典型应用 0 4 0 3 0 2 0 1 新能源对电网间 歇影响 基于两部制电价的最大 需量预测 稳态及暂态指标 关联分析 天气对电量指标影响0 8 0 7 0 6 0 5 环境因素对设备 运行影响 电量指标预测及预警 电能质量指标对 电能计量影响 设备暂态容忍度特性及 经济性评估 基于大数据分析的典型应用 1 0 0 9 基于AHP的电能 质量综合评估 基于峰平谷用电实现精 细化削峰填谷 优化电力设备调度 及运营管理模式 1 3 1 2 基于GIS实现信 息综合发布 基于全维度状态监测 实现远程智能运维 故障诊断及故障 源定位 1 1 1 4 电力大数据应用前景 综合能 源服务 平台 输变电设备状 态监测系统 多元化能源管控 电力营销及交 易系统 天气及环境监 测系统 电力资产管理系统 5 1 2 3 4 谢谢聆听