淺談智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與運用

發(fā)布人：18702112137 時間：2023-11-17 來源：工程師

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王曉昭

江蘇安科瑞電器制造有限公司江蘇江陰214405

摘要：隨著經濟的高速發(fā)展，科技的不斷進步，社會各領域對電力系統(tǒng)的可靠性提出了更高的需求。近年來，在信息技術的大力推動下，電力監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應用空前活躍。當前，在日益規(guī)?；纳a經營條件下，社會對電力的需求越來越大，其可靠性也受到了廣泛的關注，電力監(jiān)督系統(tǒng)的應用及運行成為電力行業(yè)發(fā)展的重要課題。

關鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；研究；應用

電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種通過計算機以及別的通訊器件，對電力數據、電力系統(tǒng)運行狀況以及電力系統(tǒng)工作狀態(tài)，進行實時監(jiān)測的一種新興的電力控制檢測體系。電力系統(tǒng)有很多的功能，例如它可以對電力數據進行收集、整理和存儲。在許多的設計當中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)不但可以起到顯著提升系統(tǒng)的工作效率的作用，而且可以起到實時監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)，提高工程經濟效益的作用。

電力監(jiān)控檢測技術是一項新興的、現代化的高新技術，它不但有著高級的技術理念的支持，還有著與實際結合的工作優(yōu)勢，在穩(wěn)定的狀態(tài)下能夠實現對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)、電力系統(tǒng)可靠程度以及電力系統(tǒng)的基本狀況的實時監(jiān)控。作為新時代發(fā)展下的帶頭技術，合理地將電力監(jiān)控系統(tǒng)應用到各個行業(yè)當中，可以明顯提升工作效率，避免浪費現象的發(fā)生。明確電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，了解電力系統(tǒng)的使用要點可以促進人們意識到電力監(jiān)控的意義和地位，從而促進電力監(jiān)控系統(tǒng)的進一步發(fā)展和完善。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

第一，數據收集功能。大部分的電力系統(tǒng)都是采用數據查詢的方式來對數據行進收集，使用這種數據收集方式，可以有效降低電力處理的時間，提高電力處理的工作效率。數據收集包括模擬量的收集、開關量的收集以及電能的計算三個部分。

其中，模擬量的收集指的是在電力監(jiān)控系統(tǒng)當中，需要對每個區(qū)段的電壓電流、電阻以及電阻率等的大小進行收集和記錄。模擬量收集數據使用的直流采樣以及交流采樣的采樣方式。直流采樣的操作比較簡單，并且抗干擾的能力也比較強，但直流采樣的實時性不大好，容易存在誤差，除此之外，直流采樣的穩(wěn)定性也需要進一步改善。因為電力監(jiān)控系統(tǒng)的操作程序比較繁雜，其內部包含的結構很多，電力監(jiān)控系統(tǒng)要及時、準確的對電力系統(tǒng)中的開關開閉狀況、刀閘開關狀態(tài)以及系統(tǒng)的報警數據等進行記錄。及時、有效地掌握開關的閉合狀況，不但有利于工作人員對電路的狀況進行正確的判定，保證電力系統(tǒng)的可靠性，而且對人們的生命財產可靠起到了一定的保護作用。通過對電能進行計算可以得到整個電路的工作效率。以往的電能計算方式十分單一，電能表不能和相關的通訊設備相連接，致使電能浪費。而新的電能計算方法就這一點做了改動，將以往的電能計算方法變?yōu)榱藘煞N，雖然這兩種計算方式在處理數據方法上是不同的，但他們的設計原理是相同的，并且都在一定程度上提升了電能計算的工作效率，保證了電能計算的準確性。

第二，順序記錄功能。電力系統(tǒng)的順序記錄功能不但可以記錄、監(jiān)控整個電路的工作順序，而且還能夠對整個電路線路起到一定的保護。但是順利實行電力監(jiān)控系統(tǒng)的這一功能是需要一定的環(huán)境要求的，它需要在確保計算機或者是其他的通訊設備內存量足夠大的情況下才可以有效運行。因為只有內存足夠大的時候，才能夠順利記錄事件的數量和時間，從而確保電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效性和可靠性，便于工作人員對以前的信息進行查詢。

第三，故障記錄功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)的故障記錄功能可以清晰記錄整個電力系統(tǒng)中的故障，便于在后續(xù)的處理工作中，工作人員的故障檢測和維修排查。實驗表明，在整個電力系統(tǒng)中容易發(fā)生故障的區(qū)域就是電路開關、閘刀等區(qū)域。通過電力監(jiān)控系統(tǒng)，電路的運行效率得到了有效地保障。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用

3.1系統(tǒng)拓撲結構方面

首先，現場層的主要目的是收集和處理各個運行系統(tǒng)中的各類參數，與此同時，還要把收集、檢測到的數據信息傳送到相應的監(jiān)控系統(tǒng)當中。相關的工作人員要根據實際的工程要求，選擇合適的電力設備。要保證各個設備在不依賴中心控制計算機的狀態(tài)下，可以獨立完成各自的工作，發(fā)揮各自的功能。因此，可以使用現場總線把各個電力現場所收集到的數據及時、有效地輸送到中間層，以此協(xié)助數據處理工作的完成。在此過程中，還要使用電力監(jiān)控系統(tǒng)來完成一些相應的操作。

其次，是主控層。通常來說，電力監(jiān)控系統(tǒng)的主控層一般是在中控室以及值班室，除此之外還需要有計算機及打印機等高性能設備的輔助。因此，在中心處理計算機上裝上相關的電力監(jiān)控系統(tǒng)，與此同時還要依照所安裝的軟件實行界面管理等一系列管理功能，以此實現電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測和管理功能。

3.2網絡方案設計方面

由于電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都是以電力現場的總線技術為依仗的，進而對整個電力網絡進行管理和控制。在現實運行的過程中，可以把它直接放到總線當中，再通過相關的高性能設備形成完整的網絡系統(tǒng)。這樣一來，既可以方便、簡單、低耗能地組成電力網絡，而且還可以高效解決電力現場數據收集的問題。從而可以及時、有效地將中央計算機的命令傳送到各個電力現場，很大限度地保障了電力監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行。

第一，對那些較為分散的大型電力系統(tǒng)而言，因為電力監(jiān)控系統(tǒng)的現場智能檢測的設備有很多，所以其分散的范圍也比較廣。所以在進行相關設計的時候，首先要把現場總線都接到電力監(jiān)控系統(tǒng)的現場監(jiān)測設備當中，然后再把電力監(jiān)控系統(tǒng)的每條總線按照次序接到網關當中，完成設計。

第二，對于那些相對比較集中的小型電力系統(tǒng)來說，它的配制方法和那些分散式的大型系統(tǒng)是不一樣的。因為集中型的小型系統(tǒng)的現場智能監(jiān)測設備的數量比較少，而且分布都很集中，所以就可以把所有的智能監(jiān)測設備連接在一條總線上，然后通過專門的轉換器和電力監(jiān)控主機連接起來，進行相應的數據交換。

第三，對于那些有很多個子變電站的大型的電力系統(tǒng)來說，由于電力監(jiān)控系統(tǒng)的復雜程度較高，因此，在進行相關設計的時候，一定要重視對電力監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。所以，可以給所有的子變電站都配備上一個主監(jiān)控計算機，從而確保電力系統(tǒng)中任一信號數據的完整性和有效性。與此同時，主監(jiān)控計算機不但要對電力現場的智能監(jiān)測設備進行相關的管理和維護，而且還要對相應站內的信號數據信息進行運算和處理，這個時候只需要把一些重要的信息傳送給中心計算機，中心計算機則會相應地處理子變電站所反饋的信息，并根據實際情況對這些反饋信息進行相應的授權操作，這樣一來會很大提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的工作效率，保證電力監(jiān)控系統(tǒng)運行的有效性和可靠性，進而提升設計方案的質量。

電力監(jiān)控系統(tǒng)是整個電力控制系統(tǒng)中特別重要的一個部分，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)可以實現對電力數據的記錄、分析和整理，在一定程度上提升工作效率，節(jié)省工作時間，降低耗能。由此看來，研究、運用好電力監(jiān)控系統(tǒng)，把它合理地運用到各個行業(yè)當中，對我國電力行業(yè)的發(fā)展有著十分重要的意義。

安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)產品介紹與選型

4.1概述

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統(tǒng)自動化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應用電力自動化技術、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監(jiān)測、控制、通信等多功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的保障。

4.2應用場所

辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）

商業(yè)建筑（商場、金融機構建筑等）

交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）

廠礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）

新能源建筑（光伏發(fā)電、風能發(fā)電等）

4.3系統(tǒng)結構

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)釆用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環(huán)網網絡結構，根據用戶用電規(guī)模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。

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4.4設備選型

應用場合	型號	保護功能
35kV/10kV/6KV進線柜電能質里在線監(jiān)測	APView500	電網頻率，電壓、電流有效值有功功率、無功功率、視在功率及功率因數，電壓偏差，頻率偏差，三相電壓不平衡度、三相電流不平衡度；三相電壓、電流各序分量；基波電壓、電流，功率、功率因數、相位等，諧波（2~50次）。包括電壓、電流的總諧波畸變率、各次諧波電壓、電流含有率、有效值、功率等，諧波群，間諧波電壓波動、閃變?？奢斎?7.7V/100V或220V/380V。
35kV/10kV/6KV微機保護裝置	AM6-* AM5SE-*	適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監(jiān)測/PT并列、母聯/備自投等中高壓柜微機保護
35kV/10kV/6kV弧光保護	ARB5-M	主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護(8組)、失靈保護(4組)、TA斷線監(jiān)測(4組)、11個跳閘出口
	ARB5-E	擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號
	ARB5-S	弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域
35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節(jié)點測溫	ASD500	一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，標配一路溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節(jié)點無線測溫，人體感應自動照明，語音提示，電參數測量，4-20mA變送輸出，RS485通訊接口、以太網通訊接口、USB接口，IRIG-B對時
35KV/10kV/6kv間隔電參量測量	APM830	三相(I、U、kW、kvar、kwh、kvarh、Hz、cosΦ)，零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件(SOE)各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2D1+2D0，RS485/Modbus，LCD顯示
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器	WHD面板式	支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。
35KV/10kV/6KV高壓柜除疑露溫濕度控制器	WHD20R	支持測量并顯示2路溫度，2路濕度。
變壓器繞組溫度檢測	ARTM-8	8路溫度巡檢，預埋PT100，RS485接口，2路繼電器輸出
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫	ARTM-Pn-E	無線則溫采集可接入60個無線測溫傳感器;U、I、P、Q等全電參量測量;2路告警輸出;1路RS485通訊
0.4KV低壓進出線柜接頭測溫	ATE400	合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，無線傳輸距離空曠150米
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表	AEM72	三相(I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cos)，四象限電能,2~31次諧波測量，最大需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示
0.4kV低壓出線柜多功能電力儀表	AEM96	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧皮含里分析、低壓出線分相諧波及總基波電參量(電壓、電流、功率);電流規(guī)格3x1.5（6)有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級
04KV低壓柜內環(huán)境溫濕度	AHE100	無線溫濕度傳感器，****頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換)
04KV低壓柜內環(huán)境溫濕度	ATC600	兩種工作模式:終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m;ATC600-C可接收AHE傳輸的數據，1路485,2路報警出口。
網關	Anet-2E8S1	8個RS485串口2kV隔離，2個以太網接口,支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/104、CJ/T188DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協(xié)議支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。
電力監(jiān)控系統(tǒng)	Acrel-2000/Z	數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控制、權限管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表。

結束語

電力監(jiān)控系統(tǒng)的合理應用與科學運行是保證電力工作穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)，在具體的操作運行中，要引起相關部門及人員的關注。電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用可以完成變電站在無人值守的情況下實現地其內部運行狀況的實時監(jiān)控，在很大程度上節(jié)省了物力、人力資源，在電力系統(tǒng)中有著重要的技術及監(jiān)控作用?？梢灶A見，在未來的電力監(jiān)控系統(tǒng)應用與研發(fā)上，將更注重其自動化與智能化，就目前的發(fā)展前景來看，電力監(jiān)控系統(tǒng)的革變仍有很大的可行空間。

參考文獻