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趙斌
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
【摘要】：隨著電力工業的快速發展、計算機網絡技術的成熟、智能電力儀表的應用，電力係統監控已進入智能化、網絡化、數字化的時代。本文介紹基於網絡電力儀表的Acrel-3000電力監測、電能管理軟件在杭州萬通中心配電監控中的應用。係統實現了分散式采集和集中控製管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。
【關鍵詞】：商業建築；網絡電力儀表；電力監控；
1、項目概述及建設目標
杭州萬通中心（杭政儲出[2007]74號地塊）所在區域為運河商務區，規劃為杭州城北城市副中心，整個項目由商業和寫字樓兩部分組成，商業總建築麵積約6.55萬平方米（含地上和B1層）；寫字樓地上建築麵積不少於3.65萬平方米， 整個項目的配電係統包含四路10kV總進線，其中兩路位於5#配電室10kV開關站，另外兩路位於2#配電室10kV開關站。1#、3#、5#配電室0.4kV進線引自5#配電室10kV開關站，2#、4#配電室0.4kV進線引自2#配電室10kV開關站。
萬通中心配電係統通過多功能的電力監控裝置、通訊網絡和計算機軟件，實現建築供配電係統在運行過程中的數據采集、運行監視、事故預警、事故記錄和分析、電能質量檢測、三相不平衡監視、繼電保護等，完成建築的安全供電、用電管理、設備管理和運行管理。整個監控係統由主控層、通訊管理層和現場控製層構成，係統要求盡量減少集中采集數據的裝置以保證係統的通訊可靠性。
具體監控要求主要有以下幾個方麵：
1）數據采集及處理：通過間隔層單元實時采集現場各種模擬量、開關量等；
2）統計計算：對實時數據進行統計、分析、計算，產生用戶所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數、電量日/月/年最大值、最小值及時間、日期、負荷率、數字輸入狀態量邏輯運算值等；
3）畫麵顯示：全部設備的位置狀態、變位信息、保護設備動作及複歸信息、直流係統及所用變係統的信息、各測量值的實時數據、各種告警信息、計算機監控係統的狀態信息；
4）記錄功能：具有對各種曆史數據的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。
5）報警處理：用戶可以按照自己的意願分類、篩選報警，並將報警歸納於不同的報警窗口中，根據不同的報警級別，采用推出畫麵、光顯示、條紋閃爍及不同聲音級別的音響進行報警；
6）維護功能：係統應具有完善的維護功能，允許係統管理工程師在線對該係統進行診斷、管理、維護和擴充；
7）應具有完善的用戶管理功能，避免越權操作；
8）曆史曲線顯示：可顯示存於曆史數據庫中的任意模擬量、電度量以及母線電壓任意時間的曆史波形圖；
9）報表打印功能：可召喚打印、定時打印各種曆史數據，運行參數，電度計量報表、電壓合格率統計，事故報告統計，平、峰、穀電度量統計報表，主接線圖，負荷曲線；定時打印班報表、日報表、月報表和年報表；
2 電力監控係統的設計
在監控係統的設計中，要充分考慮建築自身特性，以及電力係統的實際結構、電力係統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利於減少係統運作的成本，同時也有利於係統功能的實現。
benxiangmudedianlijiankongxitong，keyishixianduiwantongzhongxingaodiyapeidianhuiludeshishijiankong，youliyuyongdianguanli。lingyifangmian，dianlijiankongxitongbujinnenggouzhunquedebiaoshichuhuiludeyongdianzhuangkuang，tahaijubeiwangluotongxundenggongneng，nenggouyujisuanji、chuankoufuwuqidengshebeijinxingzuhe，jishidexianshigegepeidianhuiludeyunzuozhuangtai，dangshebeidianlixitongdefuzaiyuebiaoshi，dianlijiankongxitongnenggouxunsubaojing，fachuyuyintishi。lingwai，dianlijiankongxitonghainenggoushengchengbaobiao、曲(qu)線(xian)圖(tu)等(deng)統(tong)計(ji)信(xin)息(xi)，便(bian)於(yu)有(you)關(guan)人(ren)員(yuan)分(fen)析(xi)樓(lou)內(nei)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)，使(shi)建(jian)築(zhu)內(nei)的(de)用(yong)電(dian)活(huo)動(dong)更(geng)加(jia)安(an)全(quan)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)樓(lou)內(nei)人(ren)員(yuan)的(de)生(sheng)命(ming)安(an)全(quan)，提(ti)高(gao)辦(ban)公(gong)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。
2.1 係統結構
係統采用分層、分布式係統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網絡層和現場控製層。係統使用高可靠性工業控製計算機及軟、硬件係統，高性能的現場總線技術及網絡通信技術，整個係統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。
監控層包括工程師站和遠動通信站，包含監控計算機、網絡交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監控軟件，設於變電所控製間內，作為調度、運行及專業人員的人機交互窗口，以圖形顯示、報表打印、音響報警等各種方式對係統運行狀況進行實時監視，可控裝置的控製調節等，完成係統的“四遙”功能。
通訊網絡層包括通訊服務器、光電轉換器、數據采集箱以及通訊光纖網絡等設備，網絡結構如下圖所示：
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2.2 主要設計參考標準
GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保護裝置通用技術要求》
DL/T 5430-2009 《無人值班變電站遠方監控中心設計技術規程》
GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規範》
《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》
DL 448-91 《電能計量裝置管理規程》
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
2.3 監控係統軟件功能設計
係統依據客戶實際需求進行設計，並實現了一次主接線圖界麵顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；係統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；係統負荷實時、曆史曲線，用戶權限管理等主要功能。
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(yun)行(xing)故(gu)障(zhang)等(deng)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)采(cai)集(ji)，實(shi)現(xian)遠(yuan)程(cheng)數(shu)據(ju)的(de)本(ben)地(di)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)。數(shu)據(ju)處(chu)理(li)主(zhu)要(yao)是(shi)把(ba)按(an)要(yao)求(qiu)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)電(dian)參(can)量(liang)實(shi)時(shi)準(zhun)確(que)的(de)顯(xian)示(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)，達(da)到(dao)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)要(yao)求(qiu)，同(tong)時(shi)把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)。
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數據記錄
電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)記(ji)錄(lu)功(gong)能(neng)主(zhu)要(yao)就(jiu)是(shi)對(dui)斷(duan)路(lu)器(qi)分(fen)合(he)狀(zhuang)態(tai)以(yi)及(ji)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)的(de)前(qian)後(hou)順(shun)序(xu)進(jin)行(xing)記(ji)錄(lu)，它(ta)要(yao)求(qiu)係(xi)統(tong)中(zhong)必(bi)須(xu)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)內(nei)存(cun)空(kong)間(jian)，進(jin)而(er)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監控係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、shishidianyadengshujujinxingjilucunchu。youcikejian，shujujilugongnengkeyitongguoduibaohuzhuangzhigongzuozhuangtaidejilu，yijiduiguzhangxinxidejilu，zhunquedefanyingchuxitongzhongcunzaidewenti，congerbianyugongzuorenyuanjiejue。
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遠程操作
電力監控係統的遠程操作包括遠程監視、遠程通信、遠程調控等環節，實現了電力係統的遠程控製，使工作人員可以遠程對電流、電(dian)壓(ya)等(deng)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)觀(guan)測(ce)，對(dui)係(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)，對(dui)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)狀(zhuang)態(tai)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu)，更(geng)便(bian)於(yu)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)在(zai)遠(yuan)程(cheng)對(dui)隔(ge)離(li)開(kai)關(guan)等(deng)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)操(cao)作(zuo)，大(da)大(da)減(jian)少(shao)了(le)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)量(liang)，不(bu)過(guo)，在(zai)供(gong)配(pei)電(dian)設(she)計(ji)中(zhong)不(bu)僅(jin)要(yao)有(you)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，還(hai)要(yao)設(she)計(ji)人(ren)工(gong)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，當(dang)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)，可(ke)以(yi)人(ren)工(gong)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)。
用電管理
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3、供配電設計中應用電力監控係統的意義
綜上所述，電力監控係統幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電力監控係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。電力監控係統的通信、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麵, 直接了解到電力係統的運行狀態,並能迅速傳遞出操作指令，由於監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現，因此，不同的電力監控係統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精(jing)準(zhun)的(de)進(jin)行(xing)傳(chuan)輸(shu)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，在(zai)供(gong)配(pei)電(dian)設(she)計(ji)中(zhong)運(yun)用(yong)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，應(ying)該(gai)根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇(ze)監(jian)控(kong)設(she)備(bei)。一(yi)般(ban)的(de)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)都(dou)采(cai)用(yong)具(ju)有(you)遠(yuan)程(cheng)通(tong)信(xin)、遠程觀測以及遠程控製等功能的設備，而一些高端電力監控係統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。
在商務樓、寫(xie)字(zi)樓(lou)等(deng)場(chang)所(suo)設(she)置(zhi)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)樓(lou)內(nei)高(gao)低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)，有(you)利(li)於(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)不(bu)僅(jin)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)的(de)表(biao)示(shi)出(chu)回(hui)路(lu)的(de)用(yong)電(dian)狀(zhuang)況(kuang)，它(ta)還(hai)具(ju)備(bei)網(wang)絡(luo)通(tong)訊(xun)等(deng)功(gong)能(neng)，能(neng)夠(gou)與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)、chuankoufuwuqidengshebeijinxingzuhe，jishidexianshilouneigegepeidianhuiludeyunzuozhuangtai，danglouneidianlixitongdefuzaiyuebiaoshi，dianlijiankongxitongnenggouxunsubaojing，fachuyuyintishi。lingwai，dianlijiankongxitonghainenggoushengchengbaobiao、quxiantudengtongjixinxi，bianyuyouguanrenyuanfenxilouneigebufendeyongdianzhuangkuang，shilouneideyongdianhuodonggengjiaanquan，congerbaozhenglouneirenyuandeshengminganquan，tigaobangongrenyuandegongzuoxiaolv。
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]《電力監控係統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風
[3]《電力監控運用於10kv供配電設計》，姚強，科技天地
作者簡介：
趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.
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