東華理工大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：用戶側(cè)配電系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化、無人值守是當(dāng)下配電管理的必然趨勢。針對用戶側(cè)的配電進(jìn)線回路，設(shè)計安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實時監(jiān)測各用能回路的工作狀態(tài)；并記錄各個回路的電力參數(shù)。通過實時監(jiān)控用能以及相關(guān)電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本、學(xué)院的管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，后期亦可根據(jù)對配電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析制定相應(yīng)的配電系統(tǒng)維護(hù)方案。現(xiàn)就南昌東華理工大學(xué)項目中使用的ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)做一簡要介紹。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控； 無人值守； 配電維護(hù) 

1 項目概述及建設(shè)目標(biāo)

  南昌東華理工大學(xué)項目在一次系統(tǒng)的設(shè)計上已經(jīng)很好的保證了學(xué)院供電可靠性，但是還需要對供電系統(tǒng)進(jìn)行實時的監(jiān)控以及用電管理，這樣才能對供電系統(tǒng)可能存在的安全隱患和重要設(shè)備運(yùn)行狀況有清楚、及時的了解，同時指導(dǎo)各用電設(shè)備合理高效用電打下堅實的基礎(chǔ)。配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員對供配電系統(tǒng)要求有以下幾點：

  1提高供電系統(tǒng)的安全可靠性并長期保持，確保重要場所供電的連續(xù)性； 

  2)實時掌握供電系統(tǒng)運(yùn)行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障； 

  3)對各部門、各區(qū)域用電情況及時掌握，并能給出指導(dǎo)性意見 ； 

  4)提高供配電系統(tǒng)自動化和運(yùn)行效率，節(jié)省人力. 

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

  在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計中，充分考慮了學(xué)院自身特性，以及用電系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇管理設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運(yùn)作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，自動化電力監(jiān)控軟件需要簡單易操作且符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 電力監(jiān)控設(shè)備的選擇

  對供電安全可靠性要求包括對供電系統(tǒng)實時的了解、對故障快速的反應(yīng)和對意外停電能在短時間內(nèi)恢復(fù)供電，因此需要對10kV配電回路配置微機(jī)保護(hù)裝置，實時監(jiān)控10kV回路的運(yùn)行狀況，并且在40ms內(nèi)對發(fā)生的異常情況或者嚴(yán)重故障做出快速反應(yīng)，通過聲光告警信號或直接切除嚴(yán)重故障點，避免事故發(fā)生和已發(fā)生的事故范圍擴(kuò)大；通過I/O模塊以及變壓器溫控器記錄所有斷路器、變壓器、設(shè)備的運(yùn)行狀況，比如開關(guān)開斷次數(shù)統(tǒng)計、變壓器溫度等等設(shè)備信息，建立設(shè)備維護(hù)維修檔案，避免因為設(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過多功能計量表計，實時記錄各用電設(shè)備用電信息；通過無功補(bǔ)償控制器，實時監(jiān)控供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)功率因數(shù)降低時通過自動投電容器來進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。

2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

  系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。

  監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站，包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

  通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

2.3 主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)

GBT 14598.300-2008 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)要求》

DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

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

《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)》

2.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

  系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進(jìn)行設(shè)計，并實現(xiàn)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(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打??；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

3 系統(tǒng)功能

  上位機(jī)軟件采用ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

3.1 功能特點

  ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

3.2 軟件功能：

3.2.1運(yùn)行系統(tǒng)

  軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設(shè)計。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應(yīng)密碼，方能進(jìn)入本系統(tǒng)。界面如圖2所示。

圖2登陸界面

3.2.2通訊示意圖

  通訊示意圖為拓?fù)鋱D，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點位的運(yùn)行狀態(tài)。界面如圖3所示。