淺析電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用

安科瑞 陳聰

摘要：隨著電力改革的不斷推進電力企業(yè)開始面對市場管理。無論是提高自身經營能力的要求還是更好地滿足日益增長的生產生活用電需求，對供電配電的安全性可靠性跟節(jié)能性提出了更高的要求。電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用可以大大提高供配電系統(tǒng)的安全性可靠性和自動化水平投資少減少和節(jié)約管理過程中所需的人力物力降低跟控制運行成本。隨著社會的發(fā)展和進步重視電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的作用具有重要的意義。隨著計算機和網絡技術的不斷發(fā)展電力監(jiān)控系統(tǒng)不斷完善以保證電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

關鍵詞：供配電設計；電力監(jiān)控系統(tǒng)；功能；作用

1. 電力系統(tǒng)中展電力監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應用的必要性

電力系統(tǒng)的正常運行對電力行業(yè)自身跟社會各界的穩(wěn)定發(fā)展對人民生命財產安全具有重要意義。大型建筑內部結構復雜多個電力監(jiān)控系統(tǒng)對供電的安全性跟穩(wěn)定性要求較高。隨著科學技術的飛速發(fā)展單純依靠人力對電力系統(tǒng)運行進行檢修跟維護已不能滿足需求電力監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。它不僅方便電力企業(yè)查詢系統(tǒng)而且實現(xiàn)了電力運行的智能監(jiān)控提高了系統(tǒng)的運行效率優(yōu)化了資源配置促進了電力行業(yè)的健康發(fā)展。

電力系統(tǒng)的正常運行對電力行業(yè)自身跟社會各界的穩(wěn)定發(fā)展對人民生命財產安全具有重要意義。大型建筑內部結構復雜多個電力監(jiān)控系統(tǒng)對供電的安全性跟穩(wěn)定性要求較高。隨著科學技術的飛速發(fā)展單純依靠人力對電力系統(tǒng)運行進行檢修跟維護已不能滿足需求電力監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。它不僅方便電力企業(yè)查詢系統(tǒng)而且實現(xiàn)了電力運行的智能監(jiān)控提高了系統(tǒng)的運行效率優(yōu)化了資源配置促進了電力行業(yè)的健康發(fā)展。

1. 電力監(jiān)控概述

2.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的定義

電力監(jiān)控系統(tǒng)是以計算機通信設備測控單元為基本工具，通過將智能設備與母線連接成一個網絡系統(tǒng)并利用現(xiàn)場母線技術實現(xiàn)集中管理和分散控制。為電力系統(tǒng)的實時數據采集開關狀態(tài)檢測和遠程控制提供了基礎平臺。該監(jiān)測設計能夠有效地傳輸跟存儲供電配電過程跟現(xiàn)場智能監(jiān)測設備采集的數據。通過對數據信息的收集和分析還可以準確快速地傳達運行指令從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)控和遠程運行功能。它可以與檢測控制設備相結合構成任意復雜的監(jiān)控系統(tǒng)在變電站和配電監(jiān)控中起著核心作用。它可以幫助電力企業(yè)消除孤島降低運行成本提高生產效率加快變電站跟配電過程中異常處理的響應速度。

2.2電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能

1. 數據采集與處理

電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是采集和處理供配電設備的運行數據。所以、數據收集是基礎。沒有數據電力監(jiān)測系統(tǒng)無法進行后續(xù)工作，無法實現(xiàn)對整個電網的實時監(jiān)測。電力監(jiān)控系統(tǒng)的數據采集由系統(tǒng)底層的數據采集儀完成。采集數據后就地顯示通過遠程傳輸傳輸到控制中心實現(xiàn)數據的記錄、存儲、集成、分析和處理。最后分析結果顯示在計算機界面上并存儲在數據庫中供以后查詢。處理后的數據傳輸到控制系統(tǒng)，幫助系統(tǒng)做出判斷和決策。

1. 人機聯(lián)系

電力監(jiān)控系統(tǒng)利用微機系統(tǒng)操作員或調度員在面對一個陰極射線管顯示器屏幕通過鼠標或鍵盤操作實現(xiàn)人機界面可以觀察和了解電力系統(tǒng)的操作條件和操作參數的電力系統(tǒng)斷路器和隔離開關分關閉操作,改變了傳播的監(jiān)控方式。人機接觸的主要內容包括顯示屏與數據、輸入數據、控制操作等。對于無人值守變電站還需要設置必要的人機接觸操作功能以便現(xiàn)場檢查或維修人員可以通過液晶顯示器或CRT顯示器來觀察各設備的運行情況和運行參數;斷路器在緊急情況下應采用手動遙控控制。

1. 事件順序記錄

事件順序記錄主要包括斷路器合閘斷開和保護動作按時間順序記錄。電力監(jiān)控系統(tǒng)必須有足夠的內存以保證后臺監(jiān)控或遠程監(jiān)控主站的通信終端不丟失事件信息并記錄事件發(fā)生的時間。

1. 安全監(jiān)視

通過監(jiān)測系統(tǒng)對電網運行過程進行安全監(jiān)測可以保證變電站和配電系統(tǒng)的安全運行。當電流或電壓過大時監(jiān)控系統(tǒng)會立即發(fā)出報警信號記錄并監(jiān)控整個過程便于檢查和排除故障。

1. 電能質量監(jiān)視

該功能主要用于監(jiān)測可能導致電力設備故障的電壓電流或頻率的任何靜態(tài)偏差。當出現(xiàn)電壓暫降電壓波動閃變短時中斷三相電壓不平衡等情況時電力監(jiān)控系統(tǒng)會自動調整供配電參數確保供電穩(wěn)定安全可靠。

1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與開發(fā)應用

3.1網絡設計使電力監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能得以實現(xiàn)

網絡系統(tǒng)在電力監(jiān)控系統(tǒng)中是及時傳輸數據、快速傳輸操作指令跟實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中應用智能監(jiān)控設備的主要目的是處理跟解決現(xiàn)場智能監(jiān)控設備復雜分散的問題。

對于現(xiàn)場智能監(jiān)控設備相對集中的小型電力監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)中的監(jiān)控設備相對較小，且大多集中分布。此時，所有的設備都可以連接到現(xiàn)場總線上，通過轉換器實現(xiàn)與主機的數據傳輸，并監(jiān)控主機進行直接的數據交換。

為大功率多個子變電站監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)的設備更重要的是,跟分布也相對分散,此時,我們可以每個本地設備與總線連接每個供應電子站配有監(jiān)視主機改善電力監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性畢竟各種總線訪問網關。連接監(jiān)控中心主機可以控制或查詢變電站監(jiān)控主機收集到的信息從而提高整個系統(tǒng)的運行效率、安全性、可靠性。

對于超大型電力監(jiān)控系統(tǒng)，它有多個子系統(tǒng)。為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,下屬主機可以設置在每個從屬系統(tǒng),每個下屬主機負責監(jiān)測和控制系統(tǒng),與此同時,中央主機可以分析每個下屬主機的數據信息,以便了解整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)場智能監(jiān)控設備的應用

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)場監(jiān)控設備應該具備獨立運行的功能一旦網絡傳輸出現(xiàn)故障現(xiàn)場監(jiān)控設備依舊能夠保證采集到準確的數據。通過現(xiàn)場監(jiān)控設備獨立的完成數據的采集和傳輸來執(zhí)行監(jiān)控主機所傳達的操作指令不僅可以動態(tài)實時顯示各個供電子站的供配電工作狀態(tài)還可以及時的搜集故障信息。

3.3電力監(jiān)控組態(tài)軟件的應用

由于電力監(jiān)控軟件具有編輯、繪圖、報警等功能，可以使用監(jiān)控軟件使操作者更加直觀、方便地獲取現(xiàn)場實時信息數據，及時傳達控制指令。

3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計原則與要求

在電力監(jiān)控系統(tǒng)當中，監(jiān)控要求主要有以下幾個方面：

（1）遠程觀測，要求系統(tǒng)能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數、頻率、諧波畸變率等信息進行檢測；

（2）遠程通信，要求系統(tǒng)能夠及時的傳遞設備運作狀態(tài)以及故障信息；

（3）遠程控制，要求系統(tǒng)能夠遠程控制設備的開啟和關閉；

（4）報警，要求系統(tǒng)能夠通過設定參數，當參數異常時對各種信息進行報警；

（5）顯示，要求系統(tǒng)能夠就地顯示出各部分運作信息。

所以,在電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計,客戶的實際需要,以及電力系統(tǒng)的實際結構,實際的負載能力和其他因素應該充分考慮,以選擇一個合理的監(jiān)測設備,這有利于降低系統(tǒng)運行的成本,也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案應滿足基本要求，比如，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中需要滿足主中壓進線的監(jiān)控要求低壓進線的監(jiān)控要求重要出線的監(jiān)控要求。

1. 電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有網絡通訊電子制圖、數據編輯、身份驗證、故障報警、數據存儲和記錄等功能使工作人員在實際工作中更加方便。通過人機操作界面，工作人員可以直接了解電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，快速傳遞操作指令。由于監(jiān)測設備的數據傳輸是通過網絡傳輸實現(xiàn)的，不同的電力監(jiān)測系統(tǒng)可以設計不同的組網方式，保證數據信息的快速準確傳輸。另一方面，在供電和配電設計中使用電力監(jiān)控系統(tǒng)時，應根據實際情況選擇監(jiān)控設備。

在商務樓、寫字樓等場所設置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對樓內高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)不僅能夠準確的監(jiān)控回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示樓內各個配電回路的運作狀態(tài)，當樓內電力系統(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。所以，電力監(jiān)控系統(tǒng)也能生成統(tǒng)計報表和圖表等信息,以方便相關人員分析每個部分的能耗建筑,使建筑能耗活動安全,以保證人員生命安全的建設和提高辦公室工作人員的工作效率。

綜上所述，隨著我國科技的發(fā)展和生產力的不斷提高，電力成本和與電力有關的運行成本所占的比例越來越高，對電力系統(tǒng)運行管理的要求也越來越高。電力監(jiān)控系統(tǒng)已逐漸成為供配電設計中不可少的重要組成部分。加快電力監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)和應用研究使電力監(jiān)測系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用提高供電效率降低運行成本，更好地為社會服務。

1. 安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產品介紹與選型

5.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現(xiàn)對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的保障。

5.2應用場所

辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）

商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）

交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）

廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏發(fā)電、風能發(fā)電等）

5.3系統(tǒng)結構

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現(xiàn)場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構，根據用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

5.4設備選型

1. 結束語

電力工業(yè)是我國國民經濟的支柱產業(yè)。它的發(fā)展和進步關系到我國綜合國力的提高，關系到企業(yè)的生產和人民生活的各個環(huán)節(jié)。隨著電網建設規(guī)模的不斷擴大對電網運行的安全性和可靠性提出了更高的要求。電力監(jiān)測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電力系統(tǒng),及時發(fā)現(xiàn)和解決故障并實現(xiàn)電力系統(tǒng)的高效安全運行,這是一個強大的保障電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,對電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展產生深遠影響。

參考文獻

1. 龔雨英.電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用.[J]

2. 王顯平.變電站綜合自動化系統(tǒng)運行技術，2012.10.

3. 安科瑞電力監(jiān)控與保護類產品選型手冊,2022.07.

4. 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊，2022.05.