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電力監(jiān)控系統(tǒng)在浙江商學(xué)院應(yīng)用

瀏覽次數(shù):837更新日期:2015-07-22

徐霜

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)各方面的工作已經(jīng)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,本文通過浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院德勝校區(qū)電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在高等學(xué)校中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字:電力系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集;高校;監(jiān)控系統(tǒng)

0  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,電能質(zhì)量,向用戶提供服務(wù),降低運(yùn)行費(fèi)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。用戶需要更加的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn),以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。本文通過對浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力監(jiān)控的建設(shè),介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在學(xué)校中的應(yīng)用。

1   項目概述及建設(shè)目標(biāo)

    浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院有德勝校區(qū)和濱江高教園區(qū)校區(qū),兩個校區(qū)合計占地面積592畝,建筑面積10.73萬平方米。德勝校區(qū),占地面積40畝,建筑面積2.7萬平方米。 本項目在德勝校區(qū),該學(xué)校已經(jīng)與2013年在濱江校區(qū)建設(shè)好一套電力監(jiān)控系統(tǒng),本次德勝校區(qū)電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)完善了整個學(xué)校的配電系統(tǒng)自動化的管理。

    德勝校區(qū)共有1個變電所,主要為0.4kV,共計29個回路;

    本電力監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控要求主要有以下幾個方面:

    1.1遠(yuǎn)程觀測:要求系統(tǒng)能夠準(zhǔn)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(shù)、頻率、開關(guān)狀態(tài)、剩余電流等信息進(jìn)行檢測;

    1.2遠(yuǎn)程通信:要求系統(tǒng)能夠及時的傳遞設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)以及故障信息;

    1.3報警:要求系統(tǒng)能夠通過設(shè)定,對各種信息進(jìn)行報警;

    1.4顯示:要求系統(tǒng)能夠就地顯示出各部分運(yùn)作信息;

    1.5上傳:德勝校區(qū)監(jiān)控數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸至濱江校區(qū)總系統(tǒng)。

2   電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

    在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中,要充分考慮客戶的實(shí)際需求,以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)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(shí)現(xiàn)。    本項目的電力監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對樓內(nèi)配電回路的實(shí)時監(jiān)控,有利于電能管理。另一方面,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,它還具備網(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,及時的顯示樓內(nèi)各個配電回路的運(yùn)作狀態(tài),當(dāng)樓內(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)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況,使樓內(nèi)的用電活動更加安全,從而保證樓內(nèi)人員的生命安全,提高辦公人員的工作效率。 

     2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    依據(jù)學(xué)校配電室分布情況,電力監(jiān)控系統(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)下圖示:

 

    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,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,是系統(tǒng)的zui上層部分。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Nport5232。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,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)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等,也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。根據(jù)本項目的實(shí)際特點(diǎn),在本項目方案設(shè)計時為低壓配電回路每個回路安裝PZ80-E4/KC智能儀表,實(shí)現(xiàn)每個回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、電能等電參量監(jiān)測;并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

    2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 

    電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,并迅速傳遞操作指令,是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。對于浙江商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力監(jiān)控系統(tǒng)來說,系統(tǒng)中監(jiān)控設(shè)備較少,且分布于1個配電時內(nèi),因此可以在配電室內(nèi)配置一個通訊采集箱,通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將所有數(shù)據(jù)上傳至后臺監(jiān)控主機(jī)。

    2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

    系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計,并實(shí)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;報表查詢與打??;系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時、歷史曲線,用戶權(quán)限管理等主要功能。

    2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

    數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)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(shù)、頻率等信息進(jìn)行采集,開關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的工作狀態(tài),以及斷電保護(hù)、運(yùn)行故障等報警信息進(jìn)行采集,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。


    2.3.2數(shù)據(jù)記錄

    電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護(hù)動作的前后順序進(jìn)行記錄,它要求系統(tǒng)中有足夠的內(nèi)存空間,進(jìn)而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲。其次,電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄,即對故障發(fā)生時的實(shí)時電流、實(shí)時電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。由此可見,數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對保護(hù)裝置工作狀態(tài)的記錄,以及對故障信息的記錄,準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)中存在的問題,從而便于工作人員解決。

    2.3.3遠(yuǎn)程操作

    電力監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作包括遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程調(diào)控等環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制,使工作人員可以遠(yuǎn)程對電流、電壓等信息進(jìn)行觀測,對系統(tǒng)故障進(jìn)行分析,對保護(hù)裝置的狀態(tài)進(jìn)行評估,更便于工作人員在遠(yuǎn)程對隔離開關(guān)等設(shè)備進(jìn)行操作,大大減少了工作人員的工作量,不過,在供配電設(shè)計中不僅要有電力監(jiān)控系統(tǒng),還要設(shè)計人工操作系統(tǒng),當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,可以人工進(jìn)行處理。  

    2.3.4電能管理

    為了實(shí)現(xiàn)對各回路用電量的監(jiān)管,系統(tǒng)設(shè)計了電能管理報表,系統(tǒng)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(nèi)的用電量進(jìn)行查詢,可以幫助建立的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立,使各入駐企業(yè)管理辦公人員節(jié)能意識大大提高,的節(jié)約了學(xué)校管理辦公能源消耗。

 3   供配電設(shè)計中應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

    綜上所述,電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提率、減少損失、降低運(yùn)營成本,電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營成本,也成為供配電設(shè)計中*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(shí)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(shí)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、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(shí)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。   在商務(wù)樓、寫字樓,學(xué)校等場所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對樓內(nèi)高低壓配電回路的實(shí)時監(jiān)控,有利于電能管理。另一方面,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,它還具備網(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,及時的顯示樓內(nèi)各個配電回路的運(yùn)作狀態(tài),當(dāng)樓內(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)人員分析樓內(nèi)各部分的用電狀況,使樓內(nèi)的用電活動更加安全,從而保證樓內(nèi)人員的生命安全,提高辦公人員的工作效率。


參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》, 任致程、周中,中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》,高士宏,科技風(fēng)[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計》,姚強(qiáng),科技天地

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