王晶晶
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：基于目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對(duì)電力資源的依賴越來(lái)越廣泛，而現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本還相對(duì)較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢(shì)在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進(jìn)電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，本文通過(guò)在嘉定新城B18-1地塊項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)而介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
關(guān)鍵字：嘉定新城；電力監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-2000；
1 引言
配電自動(dòng)化，是一項(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)備及管理于一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(dòng)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(zhǎng)，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(wèn)題，同時(shí)也對(duì)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(lái)應(yīng)對(duì)上述變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運(yùn)行。本文通過(guò)對(duì)嘉定新城B18-1地塊項(xiàng)目中電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
2 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)
GB50052-2009 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50053-2013 《20KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB50059-2011 《35-110 KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB50060-2008 《3～110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/T50062-2008 《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/T50063-2017 《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
IEC61587-2016 《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》
DL/T5103-2012 《35-110 KV無(wú)人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》
DL/T5136-2012 《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》
GB50229-2019 《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》
GB6162-1985 《靜態(tài)繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗(yàn)》
DL/T587-2016 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》
GB14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
GB/T15145-2017 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB7261-2016 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置基本試驗(yàn)方法》
DL/T720-2013 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置柜(屏)通用技術(shù)條件》
3 項(xiàng)目概況
嘉定新城B18-1A地塊商辦項(xiàng)目位于上海市嘉定新城天祝路969號(hào)，本項(xiàng)目用戶站為10KV/0.4KV變電所，分別位于1F變電所及地下一層變電所。用戶站共有T1、T2、T3、T4四個(gè)變壓器，變壓器容量1600KVA，四路進(jìn)線柜、四路路補(bǔ)償柜、兩路聯(lián)絡(luò)柜、二十五路路饋線柜，根據(jù)上海市分項(xiàng)計(jì)量上傳要求，需將用能上傳至區(qū)分項(xiàng)計(jì)量平臺(tái)。
4 電力監(jiān)控系統(tǒng)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(duì)站內(nèi)高、配電回路的實(shí)時(shí)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(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(yǔ)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(dòng)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。
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
依據(jù)嘉定新城B18-1A地塊商辦項(xiàng)目變電所配電情況分布情況，在線監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)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ANet-2E8S1通訊管理機(jī)。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)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(chǎng)配置建培廠家多功能電能表，實(shí)現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測(cè)；并對(duì)每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
5 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能
?配電系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)人機(jī)界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。
?曲線查詢
電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)采集電壓參量來(lái)繪制電壓曲線的時(shí)間跨度可設(shè)（單位為：天），初始進(jìn)入該界面時(shí)曲線圖形應(yīng)為實(shí)時(shí)曲線。當(dāng)設(shè)定好曲線的起始時(shí)間，點(diǎn)擊界面中的刷新曲線按鈕時(shí)，此時(shí)曲線應(yīng)自動(dòng)切換為歷史曲線，顯示的為自曲線的起始時(shí)間至設(shè)置時(shí)間后的趨勢(shì)曲線。通過(guò)對(duì)曲線的分析可了解該配電電壓是否穩(wěn)定，是否達(dá)到電壓上下浮動(dòng)要求。
?運(yùn)行報(bào)表查詢
系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、指/定時(shí)間或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。用戶可以根據(jù)需要定制運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)，支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件。
?電能報(bào)表查詢
系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)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)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。
?通訊狀態(tài)圖
系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(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)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
6 前景展望
綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營(yíng)成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中不/可/或/缺的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過(guò)人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)的傳遞都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、準(zhǔn)確的進(jìn)行傳輸。
在商業(yè)區(qū)域等場(chǎng)所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)低壓配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，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)、通訊網(wǎng)關(guān)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(yǔ)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(dòng)更加安全，從而保證站內(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(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)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)
