涂志燕

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(fù)雜程度的目益提升，家各個(gè)單位紛紛加強(qiáng)了對于電力系統(tǒng)的重視,開始為電力系統(tǒng)構(gòu)筑高水平的監(jiān)控系統(tǒng),力求借助監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)到對于電力系統(tǒng)運(yùn)行的有效掌控，進(jìn)而避免各種問題的產(chǎn)生，以提升電力應(yīng)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(shù)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(shù)對現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，為當(dāng)前各部門化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建提供了極大幫助。本文通過濰坊濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)綜合商務(wù)中心項(xiàng)目中的變電所的應(yīng)用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)建筑的應(yīng)用。

關(guān)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，是項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。

隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時(shí)也對電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)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(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。本文通過對濰坊濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)綜合商務(wù)中心項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)建筑中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

林濰坊濱海經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)成立于1995年8月，2010年4月被務(wù)院批準(zhǔn)為家經(jīng)濟(jì)技術(shù)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(第六次人口普查數(shù)據(jù))，是濰坊北部沿海開發(fā)的核心區(qū)域，先后被確定為家科技興貿(mào)創(chuàng)新基地、全科技興海示范區(qū)、家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)、山東省科學(xué)發(fā)展園區(qū)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)。為實(shí)現(xiàn)在黃河三角洲開發(fā)建設(shè)中崛起，我們進(jìn)步提升發(fā)展理念，按照“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(shè)水平。為保證該設(shè)施供配電可靠故配置電力監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)

在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。    本項(xiàng)目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對站內(nèi)高壓及低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)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(jié)構(gòu)    依據(jù)濰坊濱海經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)綜合商務(wù)中心的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

站控管理層管理人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計(jì)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(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

通訊層使用的設(shè)備為串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)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(shí)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(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)   電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時(shí)的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個(gè)設(shè)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(guān)，采集器通過光纖網(wǎng)絡(luò)至系統(tǒng)后臺，從而來實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測；故障報(bào)警及操作記錄；報(bào)表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線，用戶權(quán)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(guān)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(jìn)行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的工作狀態(tài)，以及斷電保護(hù)、運(yùn)行故障等報(bào)警信息進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化要求，同時(shí)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(bào)表統(tǒng)計(jì)

電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

2.3.3報(bào)警信息設(shè)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(hù)動作的前后順序進(jìn)行記錄，它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長時(shí)間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)置，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測配電情況，是否出現(xiàn)短路或者超負(fù)荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4用戶權(quán)限管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)為了本項(xiàng)目系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱修改）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)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(shí)時(shí)顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)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(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，對出現(xiàn)異常的設(shè)備及時(shí)維護(hù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)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(shí)間。通過對電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置，工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)做出正確的判斷并進(jìn)項(xiàng)操作。同時(shí)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(yùn)行是否平衡等。在全面了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確的處理故障。及時(shí)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(shí)信息。根據(jù)系統(tǒng)反映的設(shè)備實(shí)際使用情況，便于工作人員合理安排相關(guān)維護(hù)工作。此外，系統(tǒng)還可以顯示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的總覽圖，有助于辨別故障區(qū)域。

    在商業(yè)大樓設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對站內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)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(xiàn)

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)

作者簡介：

劉海炳 (1986-)，男，本科，常熟理工學(xué)院，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。

安科瑞電氣股份有限公司 系統(tǒng)集成部