變電站電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

隨著我國電力系統(tǒng)的智能化和現(xiàn)代化發(fā)展，變電站的綜合自動化系統(tǒng)逐漸應(yīng)用在各個行業(yè)領(lǐng)域中，在通信技術(shù)融入的前提下，我國變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)對于自身的應(yīng)用能力也在不斷進(jìn)行完善和更新?，F(xiàn)階段來說，我國機(jī)場變電站的主要特點(diǎn)就是它的分布不均勻，人工操作監(jiān)控實(shí)施起來可能存在一定的問題，所以通過電子綜合監(jiān)控系統(tǒng)對機(jī)場用電過程的監(jiān)控，保障機(jī)場的安全。本文通過對安徽空管分局新橋機(jī)場二次雷達(dá)站的變電站電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)的闡述，分析它的主要組成結(jié)構(gòu)，從而探討它的具體功能。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

安徽空管分局新橋機(jī)場配電系統(tǒng)包括導(dǎo)航臺、航管樓、塔臺、二次雷達(dá)等，原導(dǎo)航臺、航管樓、塔臺等已經(jīng)建設(shè)完畢，且已經(jīng)納入電力監(jiān)控系統(tǒng)，本次主要針對二次雷達(dá)站配電監(jiān)控系統(tǒng)接入原電力監(jiān)控系統(tǒng)，并對原軟件進(jìn)行進(jìn)一步功能升級。

本次場外二次雷達(dá)工程配電系統(tǒng)包括兩臺變壓器以及22路出線。

2 配電系統(tǒng)

機(jī)場二次雷達(dá)站的配電系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，負(fù)荷等級也較高。對配電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、電能質(zhì)量、電氣安全等都有著較高的管理要求，這給電力系統(tǒng)的運(yùn)營管理帶來一定要求。通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控?？商岣邫C(jī)場供電可靠性和處理突發(fā)事件的應(yīng)對能力，通過監(jiān)控服務(wù)器或者個人電腦遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)低配電解決方案：

監(jiān)測：檢查設(shè)備性能，監(jiān)測電氣系統(tǒng)及各支路電氣設(shè)備使用情況、隨時監(jiān)測二次雷達(dá)站電能質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)；

優(yōu)化：定期自動生成分析撤告，優(yōu)化資產(chǎn)的使用方式 ，做出正確的運(yùn)營決策；

節(jié)能：與運(yùn)維人員實(shí)時提醒與報警。遠(yuǎn)程實(shí)施有效用電管理策略；

控制：通過對低壓電氣回路加裝的多功能監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)采集下游負(fù)載數(shù)據(jù)并上傳至監(jiān)控端。同時可以接收上游服務(wù)器端控制命令，控制斷路器分合閘。將企業(yè)設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷分級，當(dāng)電能或者超標(biāo)可以切斷不重要負(fù)荷。

安全：通過對發(fā)電機(jī)、雙電源切換裝置的監(jiān)控，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行異常，及時進(jìn)行預(yù)警，將故障隱患消除在萌芽中。

3 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，充分考慮了二次雷達(dá)站自身特性，以及用電系統(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(shí)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)。

3.1 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(shí)時的了解、對故障快速的反應(yīng)和對意外停電能在很短的時間內(nèi)恢復(fù)供電，因此在雷達(dá)站內(nèi)配置的柴油發(fā)電機(jī)以及雙電源切換裝置，通過對柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，對其油溫、液位等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并且對發(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，避免事故發(fā)生；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?yàn)樵O(shè)備故障導(dǎo)致意外停電；通過多功能計量表計，實(shí)時記錄各用電設(shè)備用電信息。

考慮配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行管理需求，本項(xiàng)目在低壓進(jìn)線、母聯(lián)等重要回路配置PZ96L-E4/HC，可以實(shí)現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網(wǎng)頻率等）以及電能質(zhì)量分析；在低壓出線回路配置AMC72L-E4/KC，可以實(shí)現(xiàn)全電參量測量（三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能、電網(wǎng)頻率等）。

3.2 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，很大的方便了操作，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。

3.3 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》

《電網(wǎng)公司十八項(xiàng)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 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

3.4 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

系統(tǒng)依據(jù)客戶實(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；電能報表查詢與打??；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。

數(shù)據(jù)采集與管理

數(shù)據(jù)采集與處理是供配電系統(tǒng)安全監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)，監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)時和定時采集電氣設(shè)備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率、油溫等）和開關(guān)量（斷路器及隔離開關(guān)位置信號、雙電源切換裝置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號、以及各種事件信息等）。 監(jiān)控系統(tǒng)軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)直接讀取各配電所電力參數(shù)測量儀、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置和第三方設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并可以對采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計、分析、計算和存儲。 實(shí)時計算各線路的功率因數(shù)。

實(shí)時計算各線路的有功、無功功率值。

實(shí)時計算每日、每月各條線路的有功，無功大、小及平均值。

實(shí)時顯示、統(tǒng)計各回路各時段的電度值。實(shí)時顯示、統(tǒng)計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值

實(shí)時顯示電容的投切狀態(tài)以及手動/自動狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集周期、方式、參數(shù)等可由用戶在線定義，狀態(tài)量的變化優(yōu)先傳送。

信息處理

對信號采集系統(tǒng)所采集實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、計算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時存儲。對同用電單位不同時期、不同用電單位同一時期用電量進(jìn)行統(tǒng)計；作為電費(fèi)的管理平臺，與實(shí)際發(fā)生電費(fèi)進(jìn)行比較；根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電量，對消耗燃油進(jìn)行估算。

能報表實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時間查詢，分為分鐘、小時、日、月年等多種類型；

電能匯總表，所有監(jiān)控設(shè)備電能匯總，按時間段查詢，自動計算任意時段用電量；

打印及導(dǎo)出，所有報表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式導(dǎo)出；

畫面顯示

22寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測量值的實(shí)時信息。聲光提示報警信息、保護(hù)設(shè)備動作及復(fù)位信息。

對任何測量參數(shù)繪制趨勢圖：如電流、電壓、電能等。通過用電曲線圖可以顯示需量的峰值情況，發(fā)現(xiàn)危險地負(fù)荷趨勢或系統(tǒng)的剩余容量?？梢詫⒉煌瑫r間段的負(fù)荷曲線進(jìn)行匯總或比較，追蹤每個用電單位每個回路所需消耗的電力成本。

告警與控制

當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)變位事故、遙測越限、保護(hù)動作或其他報警信號時，系統(tǒng)發(fā)出音響提示，并自動彈出報警畫面，報警需操作員確認(rèn)后方可復(fù)位，報警系統(tǒng)記錄入監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。 當(dāng)發(fā)生開關(guān)變位時，自動推出時間報警窗和故障相關(guān)畫面，畫面中變位開關(guān)閃爍，變色提示并在報警框內(nèi)有漢字提示的報警語句及當(dāng)前的變位狀態(tài)，并指明變位開關(guān)名稱，運(yùn)行編號和性質(zhì)（正常操作或事故跳閘）。 當(dāng)發(fā)生電流/電壓越限時，畫面閃爍提示，并在報警提示框里顯示當(dāng)前越限值。 監(jiān)控系統(tǒng)自動存儲歷史數(shù)據(jù)和歷史事件，用戶可以按照設(shè)備，數(shù)據(jù)類型，時間段等等項(xiàng)目自定義查詢。 除計算機(jī)報警外，系統(tǒng)還設(shè)有專門的聲光報警器，以提醒值班人員。

4、供配電設(shè)計中應(yīng)用電能管理系統(tǒng)的意義

綜上所述，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助機(jī)場雷達(dá)站提高用電安全系數(shù)、減少損失、降低運(yùn)營成本，并能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營成本，也成為供配電設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。電力系統(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、準(zhǔn)確的進(jìn)行傳輸。

責(zé)任編輯：tzh