王蒙蒙
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：隨著電力使用途徑的不斷拓寬以及復雜程度的目益提升，各個單位紛紛加強了對于電力系統(tǒng)的重視,開始為電力系統(tǒng)構筑高水平的監(jiān)控系統(tǒng),力求借助監(jiān)控系統(tǒng)達到對于電力系統(tǒng)運行的有效掌控，進而避免各種問題的產(chǎn)生，以提升電力應用的安全性、暢通性、穩(wěn)定性。為了使監(jiān)控系統(tǒng)斷得到完善，近年來技術人員對監(jiān)控系統(tǒng)的研究工作逐步增加，并且開始使用新的技術對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進行改造，為當前各部門化監(jiān)控系統(tǒng)的構建提供了極大幫助。本文通過濰坊濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)綜合商務中心項目中的變電所的應用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)建筑的應用。
關鍵字：電力系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；配電監(jiān)測；電力監(jiān)測；
0 引言
配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，電能質量，向用戶提供服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運行。本文通過對濰坊濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)綜合商務中心項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)建筑中的應用。
1 項目概述及建設目標
林濰坊濱海經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)成立于1995年8月，2010年4月被吾院批準為*經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)。開發(fā)區(qū)陸域面積677平方公里，常住人口9.66萬(六次人口普查數(shù)據(jù))，是濰坊北部沿海開發(fā)的核心區(qū)域，先后被確定為科技興貿(mào)創(chuàng)新基地、全科技興海示范區(qū)、生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、山東省科學發(fā)展園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)。為實現(xiàn)在黃河三角洲開發(fā)建設中崛起，我們進一步提升發(fā)展理念，按照“一三三四”的功能定位，全力推行“五大五新”產(chǎn)業(yè)，提升濱海新城開發(fā)建設水平。為保證該設施供配電可靠故配置電力監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)以便后期管理。
2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計
在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。 本項目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對站內(nèi)高壓及低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當站內(nèi)電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證站內(nèi)人員的生命安全，提高車站工作人員的工作效率。 2.1 系統(tǒng)結構 依據(jù)濰坊濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)綜合商務中心的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設采用分層分布式結構，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡結構如圖所示：
站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。
通訊層使用的設備為串口服務器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據(jù)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。
現(xiàn)場設備層主要是連接于網(wǎng)絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置的電能表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率等電參量監(jiān)測；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。
2.2 網(wǎng)絡設計 電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。把現(xiàn)場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網(wǎng)關，采集器通過光纖網(wǎng)絡至系統(tǒng)后臺，從而來實現(xiàn)與主機的傳遞。
2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打??；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。
2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理
數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
2.3.2數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計
電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可追溯，維護計量體系的正確性。
2.3.3報警信息設置及查詢
電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。電力監(jiān)控系統(tǒng)能通過管理人員對電壓、電流及功率的設置，從而實時監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。
2.3.4用戶權限管理
電力監(jiān)控系統(tǒng)為了本項目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，用戶權限管理能夠防止未經(jīng)的操作(如配電回路名稱修改)?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行維護管理通過可靠的安全保障。
2.3.5組網(wǎng)示意
電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實時顯示接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構，可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，對出現(xiàn)異常的設備及時維護，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3供配電設計中應用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義
綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)能有效的提高現(xiàn)場工作效率，極大縮短斷電時間。通過對電力監(jiān)控系統(tǒng)設置，工作人員可以在短時間內(nèi)做出正確的判斷并進項操作。同時現(xiàn)場人員可以同步了解電能流量狀態(tài)，比如檢查電網(wǎng)運行是否平衡等。在了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時、準確的處理故障。及時工作人員不在現(xiàn)場，也可以系統(tǒng)發(fā)短信至值班人員，從而獲得及時信息。根據(jù)系統(tǒng)反映的設備實際使用情況，便于工作人員合理安排相關維護工作。此外，系統(tǒng)還可以顯示整個網(wǎng)絡狀態(tài)的總覽圖，有助于辨別故障區(qū)域。
在商業(yè)大樓設置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對站內(nèi)低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示站內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當站內(nèi)電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證商業(yè)大樓內(nèi)人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。
參考文獻
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，電力出版社
[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風
作者簡介：
劉海炳 (1986-)，男，本科，常熟理工學院，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。
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