徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 201801

    摘要：基于目前科學技術飛速發展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現階段國內電力系統的運營成本還相對較高，因此完善電力系統各方面的工作已經勢在必行。電力監控系統在整個電力系統中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網管理工作效率，降低電力系統的運營成本，本文通過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。

    0 引言

    配電自動化，是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、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，改善電能質量，向用戶提供優質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

    隨著電力網絡的不斷發展，用電負荷的持續增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰，以實現配電系統持續可靠、高效低耗的運行。本文通過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營運中心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層為車庫及人防，1至3層為商務金融及配套服務用房，4至21層為高端寫字樓。整個大樓用電分為10kV和0.4kV ，其中10kV部分包括兩路進線以及兩路變壓器出線。0.4kV部分包括兩路變壓器進線以及74路低壓出線回路，負責整棟大樓照明插座、動力、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方面：

    1.遠程觀測。要求系統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數、頻率、開關狀態、剩余電流等信息進行檢測。

    2.遠程通信。要求系統能夠及時的傳遞設備運作狀態以及故障信息。

    3.報警。要求系統能夠通過設定，對各種信息進行報警。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，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統的實際結構、電力系統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時也有利于系統功能的實現。

    本項目的電力監控系統，可以實現對樓內高低壓配電回路的實時監控，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，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示樓內各個配電回路的運作狀態，當樓內電力系統的負載越標時，電力監控系統能夠迅速報警，發出語音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動更加安全，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、網絡通訊層、現場設備層。系統網絡結構如圖2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，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS電源等組成。

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

    現場設備層主要是連接于網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統必要的基本組成元素。根據本項目的實際特點，在本項目方案設計時為低壓配電回路每個回路安裝ARCM200L-Z智能儀表，實現每個回路剩余電流、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；并對每個回路斷路器分合閘狀態進行監測。

    2.2 網絡設計

    電力監控系統中的網絡系統能夠及時的對數據進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實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說，系統中監控設備相對較少，而且大多集中分布于一個配電時內，此時，可以先把每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網關，來實現與主機的傳遞。

    2.3監控系統軟件功能設計

    系統依據客戶實際需求進行設計，并實現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；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶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關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的工作狀態，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現遠程數據的本地實時顯示。數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

    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以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統中必須有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。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，即對故障發生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。由此可見，數據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態的記錄，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、遠程調控等環節，實現了電力系統的遠程控制，使工作人員可以遠程對電流、電壓等信息進行觀測，對系統故障進行分析，對保護裝置的狀態進行評估，更便于工作人員在遠程對隔離開關等設備進行操作，大大減少了工作人員的工作量，不過，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，可以人工進行處理。

    2.3.4電能管理

    為了實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，系統通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、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間段內的用電量進行查詢，可以幫助物業建立有效的用能管理考核制度。通過系統的建設和制度的建立，使各入駐企業管理辦公人員節能意識大大提高，有效的節約了企業管理辦公能源消耗。

    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高效率、減少損失、降低運營成本，電力監控系統能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。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的運行狀態,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網絡傳輸來實現，因此，不同的電力監控系統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精準的進行傳輸。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、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備，而一些高端電力監控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。

    在商務樓、寫字樓等場所設置電力監控系統，可以實現對樓內高低壓配電回路的實時監控，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，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示樓內各個配電回路的運作狀態，當樓內電力系統的負載越標時，電力監控系統能夠迅速報警，發出語音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便于有關人員分析樓內各部分的用電狀況，使樓內的用電活動更加安全，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，中國電力出版社

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

    作者簡介：

    徐霜，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供配電<