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電力系統中展電力監控系統開發與應用的必要性
電力系統的正常運行對電力行業自身跟社會各界的穩定發展對人民生命財產安全具有重要意義。大型建筑內部結構復雜多個電力監控系統對供電的安全性跟穩定性要求較高。隨著科學技術的飛速發展單純依靠人力對電力系統運行進行檢修跟維護已不能滿足需求電力監控系統應運而生。它不僅方便電力企業查詢系統而且實現了電力運行的智能監控提高了系統的運行效率優化了資源配置促進了電力行業的健康發展。
- 電力監控概述
2.1電力監控系統的定義
電力監控系統是以計算機通信設備測控單元為基本工具，通過將智能設備與母線連接成一個網絡系統并利用現場母線技術實現集中管理和分散控制。為電力系統的實時數據采集開關狀態檢測和遠程控制提供了基礎平臺。該監測設計能夠有效地傳輸跟存儲供電配電過程跟現場智能監測設備采集的數據。通過對數據信息的收集和分析還可以準確快速地傳達運行指令從而實現電力系統的監控和遠程運行功能。它可以與檢測控制設備相結合構成任意復雜的監控系統在變電站和配電監控中起著核心作用。它可以幫助電力企業消除孤島降低運行成本提高生產效率加快變電站跟配電過程中異常處理的響應速度。
2.2電力監控系統的功能
- 數據采集與處理
電力監控系統的主要功能是采集和處理供配電設備的運行數據。所以、數據收集是基礎。沒有數據電力監測系統無法進行后續工作，無法實現對整個電網的實時監測。電力監控系統的數據采集由系統底層的數據采集儀完成。采集數據后就地顯示通過遠程傳輸傳輸到控制中心實現數據的記錄、存儲、集成、分析和處理。后分析結果顯示在計算機界面上并存儲在數據庫中供以后查詢。處理后的數據傳輸到控制系統，幫助系統做出判斷和決策。
- 人機聯系
電力監控系統利用微機系統操作員或調度員在面對一個陰射線管顯示器屏幕通過鼠標或鍵盤操作實現人機界面可以觀察和了解電力系統的操作條件和操作參數的電力系統斷路器和隔離開關分關閉操作,完全改變了傳播的監控方式。人機接觸的主要內容包括顯示屏與數據、輸入數據、控制操作等。對于無人值守變電站還需要設置必要的人機接觸操作功能以便現場檢查或維修人員可以通過液晶顯示器或CRT顯示器來觀察各設備的運行情況和運行參數;斷路器在緊急情況下應采用手動遙控控制。
- 事件順序記錄
事件順序記錄主要包括斷路器合閘斷開和保護動作按時間順序記錄。電力監控系統必須有足夠的內存以保證后臺監控或遠程監控主站的通信終端不丟失事件信息并記錄事件發生的時間。
- 安全監視
通過監測系統對電網運行過程進行安全監測可以保證變電站和配電系統的安全運行。當電流或電壓過大時監控系統會立即發出報警信號記錄并監控整個過程便于檢查和排除故障。
- 電能質量監視
該功能主要用于監測可能導致電力設備故障的電壓電流或頻率的任何靜態偏差。當出現電壓暫降電壓波動閃變短時中斷三相電壓不平衡等情況時電力監控系統會自動調整供配電參數確保供電穩定安全可靠。
- 電力監控系統的設計與開發應用
3.1網絡設計使電力監控系統的各項功能得以實現
網絡系統在電力監控系統中是及時傳輸數據、快速傳輸操作指令跟實現電力監控系統各項功能的基礎。在電力監控系統中應用智能監控設備的主要目的是處理跟解決現場智能監控設備復雜分散的問題。
對于現場智能監控設備相對集中的小型電力監控系統，系統中的監控設備相對較小，且大多集中分布。此時，所有的設備都可以連接到現場總線上，通過轉換器實現與主機的數據傳輸，并監控主機進行直接的數據交換。
為大功率多個子變電站監控系統,該系統的設備更重要的是,跟分布也相對分散,此時,我們可以每個本地設備與總線連接每個供應電子站配有監視主機改善電力監控系統的穩定性畢竟各種總線訪問網關。連接監控中心主機可以控制或查詢變電站監控主機收集到的信息從而提高整個系統的運行效率、安全性、可靠性。
對于超大型電力監控系統，它有多個子系統。為了確保系統的穩定運行,下屬主機可以設置在每個從屬系統,每個下屬主機負責監測和控制系統,與此同時,中央主機可以分析每個下屬主機的數據信息,以便了解整個系統的運行狀態。
3.2電力監控系統中現場智能監控設備的應用
在電力監控系統中現場監控設備應該具備獨立運行的功能一旦網絡傳輸出現故障現場監控設備依舊能夠保證采集到準確的數據。通過現場監控設備獨立的完成數據的采集和傳輸來執行監控主機所傳達的操作指令不僅可以動態實時顯示各個供電子站的供配電工作狀態還可以及時的搜集故障信息。
3.3電力監控組態軟件的應用
由于電力監控軟件具有編輯、繪圖、報警等功能，可以使用監控軟件使操作者更加直觀、方便地獲取現場實時信息數據，及時傳達控制指令。
5.2應用場所
辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）
商業建筑（商場、金融機構建筑等）
交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）
廠礦企業建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
新能源建筑（光伏發電、風能發電等）
5.3系統結構
Acrel-2000Z電力監控系統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、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、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。
5.4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�57.7V/100V或220V/380V。 |
| 35kV/10kV/6KV微機保護裝置 | AM6-* | 適用于6-35kv配電線路、主變、配電變壓器、電動機、電容器、PT監測/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�；」馓筋^的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區域 | |
| 35kV/100kV/6KV高壓柜智能操控節點測溫 | ASD500 | 一次回路模擬圖彩屏顯示及開關狀態指示，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。 |
| 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 |
| 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，大需量，RS485/Modbus，LCD顯示 RS485/Modbus，LCD顯示 |
| AEM96 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、下測里，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；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);電流規格3x1.5（6)有功電能精度0.5S，無功電能精度2 | |
| 04KV低壓柜內環境溫濕度 | AHE100 | 無線溫濕度傳感器，發射頻率:5min，傳輸距離:200m，電池壽命≥:3年(可更換) |
| 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等通訊協議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-0870-5-104等上傳協議支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
| 電力監控系統 | 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
電力工業是我國國民經濟的支柱產業。它的發展和進步關系到我國綜合國力的提高，關系到企業的生產和人民生活的各個環節。隨著電網建設規模的不斷擴大對電網運行的安全性和可靠性提出了更高的要求。電力監測系統可以實時監測電力系統,及時發現和解決故障并實現電力系統的高效安全運行,這是一個強大的保障電力行業的穩定發展,對電力行業的蓬勃發展產生深遠影響。
參考文獻
- 龔雨英.電力監控系統的設計與應用.[J]
- 王顯平.變電站綜合自動化系統運行技術，2012.10.
- 安科瑞電力監控與保護類產品選型手冊,2022.07.
- 安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2022.05.
原創作者：安科瑞電子商務（上海）有限公司
