張星

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：基于目前科學技術(shù)飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運營成本，本文通過在西郊金茂府地塊1#、2#變電所的應用進而介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)商辦領(lǐng)域中的應用。

關(guān)鍵字：西郊金茂府；電力監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-2000Z；

1 引言

        配電自動化，是一項集計算機技術(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，向用戶提供優(yōu)質(zhì)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(luò)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(guān)注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)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、高效低耗的運行。本文通過對西郊金茂府地庫項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商辦商業(yè)中的應用。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)

        GB50052-2009      《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》

        GB50053-2013      《20KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》

        GB50054-2011      《低壓配電設(shè)計規(guī)范》

        GB50059-2011      《35-110 KV變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

        GB50060-2008      《3～110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范》

        GB/T50062-2008    《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》

        GB/T50063-2017    《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

        IEC61587-2016     《電子設(shè)備機械結(jié)構(gòu)系列》

        DL/T5103-2012     《35-110 KV無人值班變電所設(shè)計規(guī)程》

        DL/T5136-2012     《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計技術(shù)規(guī)定》

        GB50229-2019      《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計防火標準》

        GB6162-1985       《靜態(tài)繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗》

        DL/T587-2016      《繼電保護和安全自動裝置運行管理規(guī)程》

        GB14285-2006      《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

        GB/T15145-2017    《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》

        GB7261-2016       《繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》

        DL/T720-2013      《電力系統(tǒng)繼電保護及安全自動裝置柜(屏)通用技術(shù)條件》

3 項目概況

        西郊金茂府地庫項目位于上海市嘉定區(qū)嘉定新城E27-1地塊，東臨永盛路，西臨合作路，南接麥積路，北接封周路。車庫部分，建筑面積：70584m2停車1619輛，屬I類車庫。

        本項目有1#、2#兩個用戶站變電所，1#、2#用戶站為10KV/0.4KV變電所。1#用戶站變電所包含10KV高壓部分、TMA1、TMB1 兩個變壓器，變壓器容量1250KVA；2#用戶站變電所包含TMB2變壓器，變壓器容量1000KVA。該項目總共有高壓兩路10KV電源進線，3路出線回路；低壓三個進線柜，十一個饋線柜，配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式。 

4 電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

        在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)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(jié)構(gòu)、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(shè)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、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(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設(shè)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(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。

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    依據(jù)西郊金茂府地庫項目1#、2#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)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

        通訊層使用的設(shè)備為ANet-2E4SM通訊管理機。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設(shè)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(zhuǎn)達上位機對現(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)場配置建培廠家多功能電能表，實現(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；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

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)實時監(jiān)測

        系統(tǒng)人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號。

  曲線查詢

        電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過采集電壓參量來繪制電壓曲線的時間跨度可設(shè)（單位為：天），初始進入該界面時曲線圖形應為實時曲線。當設(shè)定好曲線的起始時間，點擊界面中的刷新曲線按鈕時，此時曲線應自動切換為歷史曲線，顯示的為自曲線的起始時間至設(shè)置時間后的趨勢曲線。通過對曲線的分析可了解該配電電壓是否穩(wěn)定，是否達到電壓上下浮動要求。

  歷史事件查詢

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

  實時報警

電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開關(guān)、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時語音報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警。

  通訊狀態(tài)圖

        系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

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、降低運營成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設(shè)計中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)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(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實現(xiàn)。因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準的進行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)備，而一些電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設(shè)備。

    在商辦區(qū)域等場所設(shè)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(luò)通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設(shè)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(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，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應用》，高士宏，科技風

作者簡介：

張星，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電