變電站電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

隨著我國(guó)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(dòng)化系統(tǒng)逐漸應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，在通信技術(shù)融入的前提下，我國(guó)變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)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(guó)機(jī)場(chǎng)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(duì)機(jī)場(chǎng)用電過程的監(jiān)控，保障機(jī)場(chǎng)的安全。本文通過對(duì)安徽空管分局新橋機(jī)場(chǎng)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(chǎng)配電系統(tǒng)包括導(dǎo)航臺(tái)、航管樓、塔臺(tái)、二次雷達(dá)等，原導(dǎo)航臺(tái)、航管樓、塔臺(tái)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(duì)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(duì)原軟件進(jìn)行進(jìn)一步功能升級(jí)。

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

2 配電系統(tǒng)

機(jī)場(chǎng)二次雷達(dá)站的配電系統(tǒng)通常比較復(fù)雜，負(fù)荷等級(jí)也較高。對(duì)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(yíng)管理帶來一定要求。通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)和電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控?？商岣邫C(jī)場(chǎng)供電可靠性和處理突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力，通過監(jiān)控服務(wù)器或者個(gè)人電腦遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)低配電解決方案：

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

優(yōu)化：定期自動(dòng)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(yíng)決策；

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

控制：通過對(duì)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(shí)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(jí)，當(dāng)電能或者超標(biāo)可以切斷不重要負(fù)荷。

安全：通過對(duì)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(shí)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(jì)

在監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化電力監(jiān)控軟件需要簡(jiǎn)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(duì)供電安全可靠性要求包括對(duì)供電系統(tǒng)實(shí)時(shí)的了解、對(duì)故障快速的反應(yīng)和對(duì)意外停電能在很短的時(shí)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(duì)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，對(duì)其油溫、液位等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且對(duì)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(hào)，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(jì)、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(jì)量表計(jì)，實(shí)時(shí)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(cè)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(cè)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(chǎng)控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個(gè)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(dòng)通信站，包含監(jiān)控計(jì)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(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)經(jīng)過計(jì)算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況；電能計(jì)量管理功能設(shè)計(jì)各種符合用戶的報(bào)表格式，報(bào)表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量，搭建完整的計(jì)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(jì)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(jì)技術(shù)規(guī)程》

GB/T 50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)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(jì)量裝置管理規(guī)程》

ISO/IEC11801 《國(guó)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(jì)

系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢與打?。幌到y(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、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(shí)和定時(shí)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(hào)、雙電源切換裝置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、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(cè)量?jī)x、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置和第三方設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并可以對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算和存儲(chǔ)。 實(shí)時(shí)計(jì)算各線路的功率因數(shù)。

實(shí)時(shí)計(jì)算各線路的有功、無功功率值。

實(shí)時(shí)計(jì)算每日、每月各條線路的有功，無功大、小及平均值。

實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)各回路各時(shí)段的電度值。實(shí)時(shí)顯示、統(tǒng)計(jì)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(shí)顯示電容的投切狀態(tài)以及手動(dòng)/自動(dòng)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(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。對(duì)同用電單位不同時(shí)期、不同用電單位同一時(shí)期用電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；作為電費(fèi)的管理平臺(tái)，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(duì)消耗燃油進(jìn)行估算。

能報(bào)表實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了所有電能數(shù)據(jù)的按時(shí)間查詢，分為分鐘、小時(shí)、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(shí)間段查詢，自動(dòng)計(jì)算任意時(shí)段用電量；

打印及導(dǎo)出，所有報(bào)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(shí)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(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。

對(duì)任何測(cè)量參數(shù)繪制趨勢(shì)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(xiǎn)地負(fù)荷趨勢(shì)或系統(tǒng)的剩余容量?？梢詫⒉煌瑫r(shí)間段的負(fù)荷曲線進(jìn)行匯總或比較，追蹤每個(gè)用電單位每個(gè)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(cè)越限、保護(hù)動(dòng)作或其他報(bào)警信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出音響提示，并自動(dòng)彈出報(bào)警畫面，報(bào)警需操作員確認(rèn)后方可復(fù)位，報(bào)警系統(tǒng)記錄入監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。 當(dāng)發(fā)生開關(guān)變位時(shí)，自動(dòng)推出時(shí)間報(bào)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(bào)警框內(nèi)有漢字提示的報(bào)警語(yǔ)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(hào)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(shí)，畫面閃爍提示，并在報(bào)警提示框里顯示當(dāng)前越限值。 監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)存儲(chǔ)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(shí)間段等等項(xiàng)目自定義查詢。 除計(jì)算機(jī)報(bào)警外，系統(tǒng)還設(shè)有專門的聲光報(bào)警器，以提醒值班人員。

4、供配電設(shè)計(jì)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(chǎng)雷達(dá)站提高用電安全系數(shù)、減少損失、降低運(yùn)營(yíng)成本，并能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運(yùn)營(yíng)成本，也成為供配電設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。電力系統(tǒng)的通信、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)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(jì)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。

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