加州理工州立大学波莫纳 分校是一所位于加利福尼亚州波莫纳的州立大学,占地1400英亩,现有3万名学生。大学要求对校园范围内的电力配电系统进行全面现代化改造。
这一过程需要重大里程碑,如系统工程与测试、工厂验收测试、操作员培训及文档编制,旨在消除解决方案初期调试时的所有问题,实现大学的无缝过渡。
机遇:现代化校园供电以满足科研和住宿需求
大学校园内设有多个研究部门,进行需要高级考试的考试
但如果有本地不间断电源(UPS)维持,也能应对短暂的停电。这带来了升级为现代导线、更可靠的自动开关设备以及中央监控人机接口(HMI)解决方案的需求。维修状态。
挑战:在复杂的校园网络中确保可靠性
大学的电力基础设施需要以下能力以提升可靠性:
- 能够自动切换各种公用事业源。
- 能够快速隔离三个校园回路中的任何故障,并恢复所有负载的电源
能够在系统事件中获知警报,获取事件数据,监控开关位置和馈线拓扑,并在计划停机前远程控制设备。
校园电力系统的可靠性至关重要。如果发生故障
该系统需要防止整个校园经历长时间停机——当时
维修团队找到、隔离并修复问题通常需要相当长的时间。为了增强
提高效率,系统需要实现中央监控和开关设备的控制,以及
提供事件报告访问,特别是在变压器负载分接跳闸时。
这是一个复杂的项目,涉及多个系统的集成,而且所有系统都需要
施工期间高效调试,以维持校园的进度安排。G&W 电气编组
准备用新的自动化系统替换配电系统上所有老化的挂盘式开关设备
这将为所有校园设施提供持续的电力供应。中央监测与人机管理
系统还需要能够轻松扩展,以应对大学未来的任何计划。
解决方案:G&W Electric的全面电力分配方法
G&W Electric能够为大学综合体提供全面的解决方案
通过整合LaZer®电网自动化、固体介质绝缘开关设备和日立继电器来满足需求。
大学变电站现有的金属包覆断路器进行了继电升级,使得
与LaZer®自动化系统校园HMI系统通信和控制。G&W Electric提供了逻辑和网络,确保控制金属包覆断路器的继电器在公用电力中断时能够实现主联-主恢复方案。
继电站之间的通信采用开放且非专有的IEC61850 GOOSE消息协议,确保确认不健康的电力隔离并关闭平手决胜,恢复剩余校园的电力。此外,现有金属包覆开关设备的所有断路器和继电器集成到LaZer® Automation System Campus HMI软件中,通过DNP3协议实现远程监控和控制。G&W Electric与Survalent合作开发了LaZer®自动化系统和HMI软件包,专注于为园区提供集中监控、控制以及故障定位隔离与服务恢复(FLISR),以提升可靠性。
新系统设有三条从变电站出发的配电环路,共27节G和W。
电动三叉戟®实心绝缘垫式开关设备单元。
这些机车配备了日立继电器、电流和电压传感器、能够在3-4周期内隔离故障的磁性驱动开关,以及用于实时监控和控制的通信设备。磁性驱动开关确保故障被隔离,并在大约20个周期内恢复所有负载的电力。
工厂验收测试(FAT)
在实施之前,CalPoly 曾与 G&W Electric 合作,参与 LaZer® 自动化解决方案的工厂验收测试(FAT)。在FAT期间,所有开关设备点都被绘制、测试并记录,以最大限度减少调试时间、成本和错误。这是单一供应商参与现场系统集成的一个显著优势。FAT在评估系统整体功能、尝试“破坏”系统以及实施自动化方案增强方面发挥了重要作用。
增强功率监测与控制:人机界面工作站与通信网络设计
G&W Electric还设计并制造了HMI工作站柜,安装在变电站和设施部门办公室。这些站点包含冗余服务器,持续同步,确保零停机。iS5的托管以太网交换机负责直接通信流量并保障网络安全。
通信网络设计的关键特征
- 三叉戟垫式开关设备与工作站之间的通信通过光纤环路维持。
- 冗余的以太网交换机和通信路径确保了持续的连接,并在路径被攻破时立即发出警报。
- 多个用户被配置为仅监控、监控控制或进行修改。
- 多个屏幕根据公用事业需求和操作员查看信息的偏好进行了定制
尽可能高效地进行。
故障定位、隔离与服务恢复:
系统可在自动模式(支持近视或FLISR操作)和手动模式之间切换。在维护工作中,单个开关设备也可以从自动修复方案中移除。在发生故障时,只有离故障最近的开关跳闸,同时通过IEC61850 GOOSE消息阻断信号,确保尽可能少的负载发生停电。
隔离与恢复方案随后识别故障线段,并向相应的开关设备发送命令,完全隔离故障段。最后,如果备用电源正常,回路上的开点开关会收到关闭命令,恢复回路上所有负载的电源。
结果是:一个实现顺畅高效交付的交钥匙项目
该交钥匙项目按时完成,并在现场成功调试和测试。该
整个FLISR逻辑、环路的操作以及HMI工作站都经过了全面测试,
工厂发货前。这种方法显著缩短了调试时间,就像任何硬件一样
配置问题在现场交付前已解决,使调试团队能够专注于
网络通信和连接点。
校园设施工作人员接受了系统的各方面培训,包括三叉戟开关设备、继电器、通信和Survalent软件。使用同一家供应商覆盖整个范围,使培训能够涵盖不同硬件如何协同工作以及如何在它们之间排查故障。在场地验收测试和调试期间,还为更广泛的受众提供了额外的全面系统培训。
幸运的是,自系统投入使用以来,校园尚未发生故障或公用事业中断。设施工作人员发现监控系统拓扑结构非常有价值,包括判断开关是否开合,而非以往手写文档流程。



