淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

【摘要】：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展、計算機網絡技術的成熟、智能電力儀表的應用，電力系統監(jiān)控已進入智能化、網絡化、數字化的時代。本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-3000電力監(jiān)測、電能管理軟件在杭州萬通中心配電監(jiān)控中的應用。系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。

【關鍵詞】：商業(yè)建筑；網絡電力儀表；電力監(jiān)控；

1、項目概述及建設目標

    杭州萬通中心（杭政儲出[2007]74號地塊）所在區(qū)域為運河商務區(qū)，規(guī)劃為杭州城北城市副中心，整個項目由商業(yè)和寫字樓兩部分組成，商業(yè)總建筑面積約6.55萬平方米（含地上和B1層）；寫字樓地上建筑面積不少于3.65萬平方米， 整個項目的配電系統包含四路10kV總進線，其中兩路位于5#配電室10kV開關站，另外兩路位于2#配電室10kV開關站。1#、3#、5#配電室0.4kV進線引自5#配電室10kV開關站，2#、4#配電室0.4kV進線引自2#配電室10kV開關站。

    萬通中心配電系統通過多功能的電力監(jiān)控裝置、通訊網絡和計算機軟件，實現建筑供配電系統在運行過程中的數據采集、運行監(jiān)視、事故預警、事故記錄和分析、電能質量檢測、三相不平衡監(jiān)視、繼電保護等，完成建筑的安全供電、用電管理、設備管理和運行管理。整個監(jiān)控系統由主控層、通訊管理層和現場控制層構成，系統要求盡量減少集中采集數據的裝置以保證系統的通訊可靠性。

    具體監(jiān)控要求主要有以下幾個方面：

    1）數據采集及處理：通過間隔層單元實時采集現場各種模擬量、開關量等；

    2）統計計算：對實時數據進行統計、分析、計算，產生用戶所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數、電量日/月/年zui大值、zui小值及時間、日期、負荷率、數字輸入狀態(tài)量邏輯運算值等；

    3）畫面顯示：全部設備的位置狀態(tài)、變位信息、保護設備動作及復歸信息、直流系統及所用變系統的信息、各測量值的實時數據、各種告警信息、計算機監(jiān)控系統的狀態(tài)信息；

    4）記錄功能：具有對各種歷史數據的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。

    5）報警處理：用戶可以按照自己的意愿分類、篩選報警，并將報警歸納于不同的報警窗口中，根據不同的報警級別，采用推出畫面、光顯示、條紋閃爍及不同聲音級別的音響進行報警；

    6）維護功能：系統應具有完善的維護功能，允許系統管理工程師在線對該系統進行診斷、管理、維護和擴充；

    7）應具有完善的用戶管理功能，避免越權操作；

    8）歷史曲線顯示：可顯示存于歷史數據庫中的任意模擬量、電度量以及母線電壓任意時間的歷史波形圖；

    9）報表打印功能：可召喚打印、定時打印各種歷史數據，運行參數，電度計量報表、電壓合格率統計，事故報告統計，平、峰、谷電度量統計報表，主接線圖，負荷曲線；定時打印班報表、日報表、月報表和年報表；

2   電力監(jiān)控系統的設計

    在監(jiān)控系統的設計中，要充分考慮建筑自身特性，以及電力系統的實際結構、電力系統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運作的成本，同時也有利于系統功能的實現。

    本項目的電力監(jiān)控系統，可以實現對萬通中心高低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于用電管理。另一方面，電力監(jiān)控系統不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，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，及時的顯示各個配電回路的運作狀態(tài)，當設備電力系統的負載越標時，電力監(jiān)控系統能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析樓內各部分的用電狀況，使建筑內的用電活動更加安全，從而保證樓內人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。

2.1 系統結構

    系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網絡層和現場控制層。系統使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個系統運行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護方便。

    監(jiān)控層包括工程師站和遠動通信站，包含監(jiān)控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，設于變電所控制間內，作為調度、運行及人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印、音響報警等各種方式對系統運行狀況進行實時監(jiān)視，可控裝置的控制調節(jié)等，完成系統的“四遙"功能。

    通訊網絡層包括通訊服務器、光電轉換器、數據采集箱以及通訊光纖網絡等設備，網絡結構如下圖所示：

2.2 主要設計參考標準

    GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》

    DL/T 5430-2009   《無人值班變電站遠方監(jiān)控中心設計技術規(guī)程》

    GB/T 50063-2008  《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

    《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》

    DL 448-91     《電能計量裝置管理規(guī)程》

    ISO/IEC11801     《綜合布線標準》

2.3 監(jiān)控系統軟件功能設計

    系統依據客戶實際需求進行設計，并實現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；系統運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

    數據的采集與處理

    數據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、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，實現遠程數據的本地實時顯示。數據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)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

    數據記錄

    電力監(jiān)控系統的數據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，它要求系統中必須有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統的數據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、實時電壓等數據進行記錄存儲。由此可見，數據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統中存在的問題，從而便于工作人員解決。

    遠程操作

    電力監(jiān)控系統的遠程操作包括遠程監(jiān)視、遠程通信、遠程調控等環(huán)節(jié)，實現了電力系統的遠程控制，使工作人員可以遠程對電流、電壓等信息進行觀測，對系統故障進行分析，對保護裝置的狀態(tài)進行評估，更便于工作人員在遠程對隔離開關等設備進行操作，大大減少了工作人員的工作量，不過，在供配電設計中不僅要有電力監(jiān)控系統，還要設計人工操作系統，當電力監(jiān)控系統出現故障時，可以人工進行處理。

    用電管理

    為了實現對萬通中心各回路用電量的監(jiān)管，系統設計了用電管理報表，系統通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統的建設和制度的建立，使各入駐企業(yè)管理辦公人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

3、供配電設計中應用電力監(jiān)控系統的意義

    綜上所述，電力監(jiān)控系統幫助用電單位提率、減少損失、降低運營成本，電力監(jiān)控系統能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現，因此，不同的電力監(jiān)控系統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、的進行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監(jiān)控系統，應該根據實際情況選擇監(jiān)控設備。一般的電力監(jiān)控系統通常都采用具有遠程通信、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備，而一些電力監(jiān)控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。 

    在商務樓、寫字樓等場所設置電力監(jiān)控系統，可以實現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)控系統不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，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)，當樓內電力系統的負載越標時，電力監(jiān)控系統能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動更加安全，從而保證樓內人員的生命安全，提高辦公人員的工作效率。

參考文獻

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風

[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地

作者簡介：淮亞利，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司