電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用

姜芊宇

摘要：電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中用途很大，只需要少量投資，就能夠提高供配電系統(tǒng)的安全性、可靠性，并提高其自動化水平。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以減少人力投入，可以迅速發(fā)現(xiàn)故障、及時切除與恢復，優(yōu)化了用電管理。確保電力使用安全可靠、經(jīng)濟、潔凈。本文將從分析電力監(jiān)控系統(tǒng)特點出發(fā)，分析在供配電設計中如何應用電力監(jiān)控系統(tǒng)。

關鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；供配電設計；應用

國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展加速，電力需求量不斷上漲，當下供配電設計則面臨著發(fā)展的新挑戰(zhàn)與機遇。當下社會需要供電單位與用戶提高效率、降低運營成本以及減少損失，電力監(jiān)控系統(tǒng)作為供配電設計當中重要的組成部分?？梢詫崿F(xiàn)電網(wǎng)管理高效化、節(jié)約電力運營的成本。國內(nèi)科技與生產(chǎn)力不斷提升，為了不斷優(yōu)化供配電設計，應該重視電力監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)研究，不斷創(chuàng)新，使得電力監(jiān)控系統(tǒng)充分發(fā)揮重要作用。

一、電力監(jiān)控系統(tǒng)定義與特點

電力監(jiān)控系統(tǒng)需要計算機、通訊設備以及測控單元作為基本的工具，有效幫助變配電系統(tǒng)采集實時數(shù)據(jù)，檢測開關狀態(tài)以及實現(xiàn)遠程控制，可以與檢測、控制設備形成任意復雜監(jiān)控系統(tǒng)，在變配電監(jiān)控過程中發(fā)揮重要作用。降低了企業(yè)運作成本，及時發(fā)現(xiàn)并恢復故障，提高生產(chǎn)效率，提高安全性。除此之外，將其與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合使用，可以讓相關工作人員及時接收到信息，可以減少值班人員的數(shù)量，提高工作效率。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件模塊化，硬件同時實現(xiàn)模塊化與智能化，采用工業(yè)標準來完成軟、硬件的設計，大大提高了可靠性。電力監(jiān)控系統(tǒng)主要特點概括如下：其一，整個系統(tǒng)的ICU與RTU都是由16位的微機組成，這種集散型的監(jiān)控系統(tǒng)，通常速度較快、實時且同機種通訊比較穩(wěn)定可靠。其二， ICU自帶CPU，采集的周期較短、實時、系統(tǒng)冗余度較高、通訊幀數(shù)少，避免出現(xiàn)大量通訊誤碼。其三，各系統(tǒng)具有獨立性，工作中不會相互干擾，實現(xiàn)了控制的硬件系統(tǒng)模塊化，如果采用總線方式還能夠節(jié)省纜線與工程的費用。最后，子系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)模塊化，大大提高了整體系統(tǒng)的安全性與可靠性。

二、電力監(jiān)控系統(tǒng)功能分析

（一）數(shù)據(jù)采集與處理功能。在數(shù)據(jù)采集方面主要包括開關量、模擬量采集和電能計量采集三個方面。這其中，隔離開關狀態(tài)、運行報警信號、斷路器狀態(tài)以及斷電保護動作等信號信息，都是電力監(jiān)控系統(tǒng)需要采集的數(shù)據(jù)信息；而供配電的電壓、電流以及功率、頻率等信息數(shù)據(jù)的采集，都是電力監(jiān)控系統(tǒng)采集的模擬量；同時，利用機械式的電能表對無功電能以及有功電能的信息采集，就是電能計量，另一方面，對信息數(shù)據(jù)的記錄與存儲、分析，有助于電力監(jiān)控系統(tǒng)及時有效的采取處理措施，在方便用戶查詢數(shù)據(jù)信息的同時，還能有效快捷的解決供配電過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況。

（二）記錄功能。記錄功能包括時間順序的記錄和故障記錄兩方面。其中，時間順序記錄模式，可以有效的記錄供配電各個程序中的數(shù)據(jù)輸出和輸入信息狀態(tài)，當然這需要監(jiān)控系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)庫有足夠大的內(nèi)存空間，當遠方集中控制主站或后臺監(jiān)控系統(tǒng)通信中斷時，還能確保事件信息、數(shù)據(jù)不會丟失；故障記錄是指對故障動作前后，對與故障相關的電壓和電流量等信息數(shù)據(jù)的記錄，這種信息的記錄，省去了費力去查找故障點的時間，同時，根據(jù)保存的數(shù)據(jù)，還能有效的采取應對措施。

（三）監(jiān)視功能。監(jiān)視功能包括對電能質(zhì)量的監(jiān)視以及安全監(jiān)視。電能質(zhì)量問題主要包括電力設備故障、頻率的動態(tài)擾動和靜態(tài)偏差以及人為對電流、電壓的誤操作行為；安全監(jiān)視指的是在電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行的過程中，對采集的電壓、電流等模擬量，以及自控裝置的運行狀況，進行不間斷的監(jiān)視，以便在發(fā)生供配電故障時，能及時發(fā)出報警信號。

（四）遠程操作功能。在允許電動操作的前提下，操作人員可利用計算機對隔離開關和斷路器進行分、合閘操作。比如說在供電過程中，操作斷路器時，可遠程控制自動重合閘；根據(jù)采集到的實時的信息，還可以實現(xiàn)自動隔離開關與斷路器間的閉鎖操作。這種監(jiān)控功能，可以通過對采集數(shù)據(jù)的分析，在故障發(fā)生之前，為操作人員提供足夠的思考應對措施的時間。

三、電子監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用

（一）系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)方面。首先，現(xiàn)場層的主要目的就是對運行中的配電系統(tǒng)各類運行參數(shù)做好測量與采集，同時將獲取的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)。選擇適用的設備在現(xiàn)場電纜分接箱內(nèi)裝設。并且各類設備應該在不依賴于主控計算機運行情況下，可以保持互相獨立來完成各自功能。所以，可以通過現(xiàn)場總線將各項檢測數(shù)據(jù)及時傳送到中間層來完成數(shù)據(jù)處理，且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)來完成相應操作。

其次就是主控層，一般狀況下，電力監(jiān)控系統(tǒng)主控層往往處于中控室或者是值班室，同時還需要配備計算機、打印機等高性能設備。所以，在主控計算機上安裝相關的電力監(jiān)控軟件，同時根據(jù)安裝軟件實行人機界面與各種管理功能，從而實時對整個箱式配電系統(tǒng)進行監(jiān)控。

（二）網(wǎng)絡方案的設計。因為電力監(jiān)控系統(tǒng)基本都依賴于現(xiàn)場的總線技術(shù)，同時對電網(wǎng)完成逐一控制管理的。在實際運行過程中，也可以將其掛接到總線上，使用智能設備連接形成網(wǎng)絡系統(tǒng)。如此，簡單方便的組網(wǎng)方案不僅成本較低，還可以有效解決傳輸現(xiàn)場的只能健康設備所獲取的數(shù)據(jù)信息。進而可以準確及時傳達相關操作命令，確保有效實現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)控功能。

1、針對分散型的大系統(tǒng)，因為電力監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場的智能監(jiān)控設備很多，往往分布較散。在進行設計時，應該首先將現(xiàn)場總線上都接入現(xiàn)場智能監(jiān)控設備，再將監(jiān)控系統(tǒng)各條總線分別接入網(wǎng)關來完成設計。

2、針對較為集中的小系統(tǒng)，與那些設計分散的大系統(tǒng)的配置方式不同，由于它的現(xiàn)場智能監(jiān)控設備比較少但是分布集中，這樣就決定了在設計小系統(tǒng)時應該將全部智能設備連接于一條總線上，再通過接口轉(zhuǎn)換器直接與監(jiān)控主機進行數(shù)據(jù)交換。

3、針對有多個子變電站的大型系統(tǒng)，因為電力監(jiān)控系統(tǒng)相對較復雜，所以，在對其進行設計時，應該注重提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，可以在每個子站都配置一臺監(jiān)控主機，保證供配電系統(tǒng)中各項信號數(shù)據(jù)都完整。同時，該主機還對現(xiàn)場智能監(jiān)控設備進行管理維護以及對站內(nèi)的數(shù)據(jù)進行運算處理，此時只需將一些必要的信息發(fā)送給遠方的監(jiān)控中心主機，監(jiān)控中心主機再根據(jù)反饋的信息進行相應的授權(quán)操作，這樣，將會大大提高了電力監(jiān)控系統(tǒng)效率和可靠性，并提供配電設計的質(zhì)量。

四、結(jié)語

因為現(xiàn)場監(jiān)控設備所采集數(shù)據(jù)與監(jiān)控機下達命令都需要網(wǎng)絡來進行傳輸?shù)?。所以，應該按照不同系統(tǒng)，設計適用的組網(wǎng)方式，確保數(shù)據(jù)可以準確、快速傳輸。設計過程中，需要按照企業(yè)需求以及負荷情況綜合考慮，選擇最合理的智能監(jiān)控設備。監(jiān)控組態(tài)軟件中應該包括通信、繪圖、編輯、報警、實時以及身份校驗等功能。確保系統(tǒng)操作人員可以在使用基于組態(tài)軟件開發(fā)出來的人機界面，更方便直觀地掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，同時可以及時準確地下達操作命令。

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