任運業(yè)
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*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，本文通過在嘉定新城B18-1地塊項目中的應(yīng)用進而介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在實際商業(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，向用戶提供服務(wù)，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(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)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。本文通過對嘉定新城B18-1地塊項目中電力監(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(biāo)準(zhǔn)》
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
嘉定新城B18-1A地塊商辦項目位于上海市嘉定新城天祝路969號，本項目用戶站為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、T4四個變壓器，變壓器容量1600KVA，四路進線柜、四路路補償柜、兩路聯(lián)絡(luò)柜、二十五路路饋線柜，根據(jù)上海市分項計量上傳要求，需將用能上傳至區(qū)分項計量平臺。
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(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，能夠與計算機、串口服務(wù)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(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)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)嘉定新城B18-1A地塊商辦項目變電所配電情況分布情況，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-2E8S1通訊管理機。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)信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)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?，F(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(yīng)為實時曲線。當(dāng)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(yīng)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(dá)到電壓上下浮動要求。
?運行報表查詢
系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據(jù)需要定制運行日報、月報，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。
?電能報表查詢
系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。
?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、準(zhǔn)確的進行傳輸。
在商業(yè)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(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，能夠與計算機、通訊網(wǎng)關(guān)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(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)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(yīng)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(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)
作者簡介：
任運業(yè)，男， 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。
