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(yùn)營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作勢在必行。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(jìn)電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本，本文通過在智能變配電系統(tǒng)在北辰新河三角洲項目中的應(yīng)用進(jìn)而介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商辦領(lǐng)域中的應(yīng)用。
關(guān)鍵字：北辰新河三角洲;電力監(jiān)控系統(tǒng)；CDZ-8100
1、引言
配電自動化，是一項集計算機(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)行費用，減輕運(yùn)行人員的勞動強(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，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、低耗的運(yùn)行。本文通過對北辰新河三角洲項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在商辦企業(yè)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 《35-110KV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(hù)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(jī)械結(jié)構(gòu)系列》
DL/T5103-2012 《35-110KV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(hù)裝置的電氣干擾實驗》
DL/T587-2016 《繼電保護(hù)和安全自動裝置運(yùn)行管理規(guī)程》
GB14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》
GB/T15154-2017 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB7261-2016 《繼電保護(hù)和安全自動裝置基本實驗方法》
DL/T720-2013 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置柜（屏）通用技術(shù)條件》
3、項目概況
北辰新河三角洲項目A3區(qū)高低壓柜設(shè)備供應(yīng)工程包含酒店、會議中心、寫字樓變配電室兩座，其中酒店及會議中心共用一座配電室，寫字樓單獨一座配電室。本次計劃在酒店、會議中心配電室配置綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)一套，寫字樓不設(shè)綜合自動化監(jiān)控系。酒店、會議中心配電室概況如下圖所示：
本項目包含遠(yuǎn)動通訊箱2面、監(jiān)控主站工作臺1套（含光纖收發(fā)器）（會展中心及酒店配電室）、22臺PMF702B系列微機(jī)保護(hù)、外設(shè)直流屏1套、外設(shè)多功能表430只，均接入監(jiān)控系統(tǒng)。
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(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，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。本項目中的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對站內(nèi)配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。同時，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，還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時地顯示站內(nèi)各個配電回路的運(yùn)行狀態(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)各部分的用電情況，保障站內(nèi)用電安全，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。
依據(jù)北辰新河三角洲項目配電分布情況，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(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，可對采集的現(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(yùn)行狀況，這就是系統(tǒng)的上層部分。它主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。
通訊層使用的設(shè)備為PMF406通訊管理機(jī)。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(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，還負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)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)中用于點參量采集測量的各類型儀表等，這些儀表同時也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素?，F(xiàn)場配置多功能電能表，實現(xiàn)低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、用電量等電參量監(jiān)測，并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
5.1配電系統(tǒng)實時監(jiān)測
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。
5.2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(jìn)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。
5.3歷史事件查詢
CDZ-8100系統(tǒng)能夠?qū)b信變位、保護(hù)動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。同時還支持事件報表打印功能，方便工作人員進(jìn)行查看分析。
5.4實時報警
CDZ-8100系統(tǒng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、電系統(tǒng)具有實時語音報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)λ允录l(fā)出語音告警。
5.5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)備通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示出整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；也可在線診斷設(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(yùn)行維護(hù)人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
5.6遠(yuǎn)程控制
在裝置的轉(zhuǎn)換開關(guān)全部達(dá)到遠(yuǎn)方狀態(tài)時，在監(jiān)控界面上可以實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制斷路器以及刀閘開關(guān)的分合閘，以及變壓器的遠(yuǎn)方調(diào)壓調(diào)擋功能。
5.7用電量報表功能
可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能，為值班人員提供精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。
前景展望
綜上所述，智能變配電系統(tǒng)可以幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運(yùn)營成本，智能變配電系統(tǒng)能夠確保電網(wǎng)管理效率，成為供配電設(shè)計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(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(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計中運(yùn)用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)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(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程觀測以及遠(yuǎn)程控制等功能的設(shè)備，而一些其他電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設(shè)備。
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