電力監控系統在龍巖青年大廈的應用

王海芹

安科瑞電氣股份有限公司  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(lài)越來(lái)越廣泛，而現階段電力系統的運營(yíng)成本還相對較高，因此完善電力系統各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監控系統在整個(gè)電力系統中具有重要的作用，它能夠有力的電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統的運營(yíng)成本，本文通過(guò)福建龍巖大廈電力監控系統的應用介紹電力監控系統在辦公大樓中的應用。

關(guān)鍵字：電力系統；數據采集；辦公大樓；監控系統

0  引言

配電自動(dòng)化，是一項集計算機技術(shù)、數據傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統。其目的是提高供電可靠性，電能質(zhì)量，向用戶(hù)提供服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動(dòng)強度。

隨著(zhù)電力網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，用電負荷的持續增長(cháng)，各種新型負載不斷涌現，用戶(hù)更加關(guān)注電能質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也對電能質(zhì)量提出了更加嚴格的要求。用戶(hù)需要更加有效的電力監控管理解決方案來(lái)應對上述變化帶來(lái)的挑戰，以實(shí)現配電系統持續可靠、低耗的運行。本文通過(guò)對福建龍巖青年大廈電力監控的建設，介紹電力監控系統在辦公建筑中的應用

1   項目概述及建設目標

福建龍巖青年大廈位于龍巖市商務(wù)營(yíng)運中心J地塊，總投資1.8億元，總建筑面積39500平米，總高為92米，共22層（地下1層，地上21層），其中地下1層為車(chē)庫及人防，1至3層為商務(wù)金融及配套服務(wù)用房，4至21層為寫(xiě)字樓。整個(gè)大樓用電分為10kV和0.4kV ，其中10kV部分包括兩路進(jìn)線(xiàn)以及兩路變壓器出線(xiàn)。0.4kV部分包括兩路變壓器進(jìn)線(xiàn)以及74路低壓出線(xiàn)回路，負責整棟大樓照明插座、動(dòng)力、空調等設備供電。

本電力監控系統中，監控要求主要有以下幾個(gè)方面：

1.遠程觀(guān)測。要求系統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、視在功率、功率因數、頻率、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、剩余電流等信息進(jìn)行檢測。

2.遠程通信。要求系統能夠及時(shí)的傳遞設備運作狀態(tài)以及故障信息。

3.報警。要求系統能夠通過(guò)設定，對各種信息進(jìn)行報警。4.顯示。要求系統能夠就地顯示出各部分運作信息。

2   電力監控系統的設計

在監控系統的設計中，要充分考慮客戶(hù)的實(shí)際需求，以及電力系統的實(shí)際結構、電力系統的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時(shí)也有利于系統功能的實(shí)現。    本項目的電力監控系統，可以實(shí)現對樓內高低壓配電回路的實(shí)時(shí)監控，有利于電能管理。另一方面，電力監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(wǎng)絡(luò )通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示樓內各個(gè)配電回路的運作狀態(tài)，當樓內電力系統的負載越標時(shí)，電力監控系統能夠迅速報警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線(xiàn)圖等統計信息，便于有關(guān)人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動(dòng)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   依據新建辦公樓的配電情況和辦公室分布情況，能耗在線(xiàn)監測系統建設采用分層分布式結構，系統包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)設備層。系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示：

站控管理層管理人員與計算機進(jìn)行人機交互的直接窗口，對采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

通訊層使用的設備為NPORT5630串口服務(wù)器。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場(chǎng)設備回送的數據信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和傳送等工作的同時(shí)，轉達上位機對現場(chǎng)設備的各種控制命令。

現場(chǎng)設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(lèi)型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。根據本項目的實(shí)際特點(diǎn)，在本項目方案設計時(shí)為低壓配電回路每個(gè)回路安裝ARCM200L-智能儀表，實(shí)現每個(gè)回路剩余電流、溫度、三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監測；并對每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監測。

2.2 網(wǎng)絡(luò )設計

電力監控系統中的網(wǎng)絡(luò )系統能夠及時(shí)的對數據進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現電力監控系統各項功能的基礎。對于福建龍巖青年大廈電力監控系統來(lái)說(shuō)，系統中監控設備相對較少，而且大多集中分布于一個(gè)配電時(shí)內，此時(shí)，可以先把每個(gè)設備就地與總線(xiàn)連接，之后在把各條總線(xiàn)全部接入通訊網(wǎng)關(guān)，來(lái)實(shí)現與主機的傳遞。    2.3監控系統軟件功能設計

系統依據客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設計，并實(shí)現了一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢(xún)與打??；系統負荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權限管理等主要功能。

2.3.1數據的采集與處理

數據采集主要包括模擬量以及開(kāi)關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線(xiàn)路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進(jìn)行采集，開(kāi)關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、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(jìn)行采集，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

2.3.2數據記錄

電力監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(dòng)作的前后順序進(jìn)行記錄，它要求系統中有足夠的內存空間，進(jìn)而長(cháng)時(shí)間的、大量的對數據信息進(jìn)行記錄和存儲。其次，電力監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(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數據進(jìn)行記錄存儲。由此可見(jiàn)，數據記錄功能可以通過(guò)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(wèn)題，從而便于工作人員解決。

2.3.3遠程操作

電力監控系統的遠程操作包括遠程監視、遠程通信、遠程調控等環(huán)節，實(shí)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(jìn)行觀(guān)測，對系統故障進(jìn)行分析，對保護裝置的狀態(tài)進(jìn)行評估，更便于工作人員在遠程對隔離開(kāi)關(guān)等設備進(jìn)行操作，大大減少了工作人員的工作量，不過(guò)，在供配電設計中不僅要有電力監控系統，還要設計人工操作系統，當電力監控系統出現故障時(shí)，可以人工進(jìn)行處理。

 2.3.4電能管理

為了實(shí)現對本大樓內各回路用電量的監管，系統設計了電能管理報表，系統通過(guò)對有功電度的采集，按照回路名稱(chēng)的不同，自動(dòng)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(shí)間段內的用電量進(jìn)行查詢(xún)，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過(guò)系統的建設和制度的建立，使各入駐企業(yè)管理辦公人員節能意識大大提高，有效的節約了企業(yè)管理辦公能源消耗。

3、供配電設計中應用電力監控系統的意義

綜上所述，電力監控系統幫助用電單位提率、減少損失、降低運營(yíng)成本，電力監

控系統能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營(yíng)成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監控系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過(guò)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，由于監控設備對數據的傳遞都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸來(lái)實(shí)現，因此，不同的電力監控系統可以設計不同的組網(wǎng)方式,確保數據信息能夠迅速、的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監控系統，應該根據實(shí)際情況選擇監控設備。一般的電力監控系統通常都采用具有遠程通信、遠程觀(guān)測以及遠程控制等功能的設備，而一些電力監控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。   在商務(wù)樓、寫(xiě)字樓等場(chǎng)所設置電力監控系統，可以實(shí)現對樓內高低壓配電回路的實(shí)時(shí)監控，有利于電能管理。另一方面，電力監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(wǎng)絡(luò )通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示樓內各個(gè)配電回路的運作狀態(tài)，當樓內電力系統的負載越標時(shí)，電力監控系統能夠迅速報警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線(xiàn)圖等統計信息，便于有關(guān)人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動(dòng)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，電力出版社

[2]《電力監控系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風(fēng)[3]《電力監控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地

作者簡(jiǎn)介：

王海芹，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，:    :