供配電設(shè)計(jì)對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析

陳 凱

（中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056）

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)和改造不斷完善和發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)大多都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)遠(yuǎn)程變電站或者電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的功能，電力監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)借助計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制提供一個(gè)基礎(chǔ)性的平臺(tái)，與檢測(cè)、控制設(shè)備等構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮核心作用，為降低企業(yè)的電力運(yùn)營(yíng)成本、提高電網(wǎng)工作效率等諸多方面產(chǎn)生積極影響。

1 供配電設(shè)計(jì)中的電力監(jiān)控系統(tǒng)

電作為全世界最普遍、最通用的能源形勢(shì)，多數(shù)資源被加以利用轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)濟(jì)的高速運(yùn)行加劇了電負(fù)荷，電力系統(tǒng)的安全性受到一定程度的威脅。電力監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)采用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代化的控制技術(shù)等一些高科技技術(shù)，集遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程調(diào)控等功能于一體，使電力系統(tǒng)更加透明化，提高電力系統(tǒng)的緊急性、安全性和智能性。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要有模擬量采集、開(kāi)關(guān)量采集和對(duì)電能的計(jì)算3種采集方式。其中，模擬量采集分為直流和交流采集，主要對(duì)線路電壓、電流、功率等信息進(jìn)行采集和整理，開(kāi)關(guān)量針對(duì)的是斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和接地刀閘等設(shè)備狀態(tài)以及斷電保護(hù)、運(yùn)行故障等方面的信息采集，電能計(jì)算主要包括有功電能和無(wú)功電能。

遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程調(diào)控都屬于電力監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作的重要環(huán)節(jié)。遠(yuǎn)程操作能夠使工作人員對(duì)電力系統(tǒng)實(shí)行控制，對(duì)保護(hù)裝置的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)電流、電壓等信息進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)故障進(jìn)行分析，電力監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的操作設(shè)置，在很大程度上減少了工作人員的工作量，也給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障[1]。

電力監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站區(qū)域內(nèi)場(chǎng)景情況、對(duì)變電站內(nèi)變壓器和斷路器等重要設(shè)備運(yùn)行的外觀狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和監(jiān)聽(tīng)，使軟件和硬件實(shí)現(xiàn)模塊化、智能化，按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成如見(jiàn)、硬件的設(shè)計(jì)，提高效率和可靠性。電力監(jiān)控系統(tǒng)屬于集散型，速度比較快，穩(wěn)定性可靠性很強(qiáng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)采集功能多，周期短，能夠避免通訊誤碼大量出現(xiàn)；電力監(jiān)控的每個(gè)系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，互不干擾，實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)的模塊化；由于子系統(tǒng)逐漸實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的模塊化，電力監(jiān)控系統(tǒng)的安全性和可靠性也隨之大幅度增加。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能

1）事件順序記錄。事件順序記錄指的是遠(yuǎn)方站自動(dòng)記錄電力系統(tǒng)發(fā)生事故時(shí)開(kāi)關(guān)或繼電保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間順序 。當(dāng)主站需要時(shí)，遠(yuǎn)方站就向主站端進(jìn)行傳送，主站端將收集到的各個(gè)站的事件順序記錄的信息按時(shí)間進(jìn)行排列，并由打印機(jī)記錄。事件順序記錄主要包括斷路器的合閘或分閘記錄、保護(hù)動(dòng)作順序記錄，由于后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)在進(jìn)行采集時(shí)需要大量數(shù)據(jù)，因此，要準(zhǔn)備足夠大的空間，確保電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，保證記錄信息的安全性。

2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。在電力監(jiān)控系統(tǒng)基本功能中，操作人員通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)控制斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，比較簡(jiǎn)潔方便，在很大程度上減少了工作人員的工作量。在遠(yuǎn)程操作過(guò)程中，有時(shí)候計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)生故障，導(dǎo)致設(shè)備操控?zé)o法正常使用，這種情況的出現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生非常不利的影響[2]。因此，不管就地操作還是遠(yuǎn)程操作，都要具備閉鎖功能。在操作時(shí)將自動(dòng)重合閘閉鎖，實(shí)施防誤操作閉鎖措施，確保操作的正確性、安全性。

3）安全實(shí)時(shí)監(jiān)視。電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中起到監(jiān)督防護(hù)的作用，電力作為人們生活和工作中一項(xiàng)必不可少的能源要素，最重要的就是安全管理，因此，安全監(jiān)視是電力監(jiān)控系統(tǒng)中不可忽視的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)保護(hù)裝置和自控裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，并且對(duì)采集的電流、電壓等進(jìn)行越限監(jiān)視，出現(xiàn)問(wèn)題就要立刻發(fā)出警報(bào)信號(hào)，并及時(shí)有效地解決。

4）數(shù)據(jù)采集和處理。電力監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集主要有模擬量的采集、開(kāi)關(guān)量的采集和電能計(jì)算，在獲取數(shù)據(jù)之后，對(duì)數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容進(jìn)行分析，并實(shí)時(shí)地記錄存儲(chǔ)，就目前情況來(lái)看，很多系統(tǒng)都能夠把數(shù)據(jù)以報(bào)表的形式呈現(xiàn)出來(lái)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，有利于用戶進(jìn)行查詢。

5）電能質(zhì)量監(jiān)視。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)的就是對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視，由于電力設(shè)備出現(xiàn)故障、電壓出現(xiàn)靜態(tài)偏差、電壓頻率不正常、波動(dòng)頻繁或者電流操作失誤等現(xiàn)象對(duì)電能質(zhì)量造成破壞，使電能質(zhì)量發(fā)生變化，對(duì)人們生活產(chǎn)生影響，這種情況下，電力監(jiān)控系統(tǒng)就可以起到監(jiān)督作用，很好地發(fā)揮監(jiān)控的性能[3]。

6）故障記錄。在電力系統(tǒng)監(jiān)控過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些故障，故障記錄就是對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作前后與故障有關(guān)的電流量和電壓等的記錄，主要是繼電保護(hù)動(dòng)作開(kāi)始前2個(gè)電壓周期和繼電保護(hù)動(dòng)作后10個(gè)電壓周期，并且對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作與重合閘的全過(guò)程都要進(jìn)行記錄。電力監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控組態(tài)軟件也是十分重要的。監(jiān)控組態(tài)軟件以數(shù)據(jù)的監(jiān)控和采集為主要內(nèi)容，能夠生成目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，并且對(duì)取得現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)帶來(lái)極大便利，監(jiān)控組態(tài)軟件對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)非常重要，操作人員可以通過(guò)它來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)在供電配設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電力監(jiān)控系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)管理層、通信接口層和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層。管理層主要應(yīng)用的是集成技術(shù)，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)施人和機(jī)器的交換，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)檢查，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信將居民小區(qū)內(nèi)的配電設(shè)備能化子系統(tǒng)有效地結(jié)合，在監(jiān)控過(guò)程中，可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改變，利用信息交換和共享協(xié)調(diào)各系統(tǒng)間的運(yùn)行狀態(tài)。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)職能監(jiān)控設(shè)備是獨(dú)立存在的，主要負(fù)責(zé)收集傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)、設(shè)備故障等進(jìn)行及時(shí)顯示，由于它是獨(dú)立存在的，不依賴于電力監(jiān)控系統(tǒng)，因此，即使監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳輸出現(xiàn)故障，現(xiàn)場(chǎng)職能監(jiān)控設(shè)備依舊可以正常收集數(shù)據(jù)，并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行顯示，不受到任何影響。

電力監(jiān)控系統(tǒng)大部分是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行控制和管理，實(shí)際上可以掛在總線上與網(wǎng)絡(luò)相連，這樣既降低了成本，又能夠?qū)⑿畔⒖焖俚剡\(yùn)輸，有效地實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能。

4 結(jié)語(yǔ)

電力事業(yè)的發(fā)展直接關(guān)系著人們生活和工作的正常進(jìn)行，關(guān)系著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有效發(fā)展，關(guān)系著我國(guó)綜合國(guó)力的提升，電力監(jiān)控系統(tǒng)作為電力事業(yè)發(fā)展的重要保障，對(duì)社會(huì)各行各業(yè)的發(fā)展都有著較為深重的影響。在以后的社會(huì)發(fā)展中，電力事業(yè)的地位依然重要，要完善電力監(jiān)控系統(tǒng)，使我國(guó)的電力事業(yè)蓬勃發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體提升。

[1] 張冰,許立國(guó).淺析供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用[J].黑龍江科技信息,2011(7):28-29.

[2] 馮愛(ài)冰.電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2013(12):12-13.

[3] 樊有洪.電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(34):56-57.