淺析供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用

梁峻銘

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，居民和生產(chǎn)企業(yè)對(duì)電能的要求越來越嚴(yán)格——電力企業(yè)在日常工作中不僅要保證電能供給不中斷，而且還要保證供電質(zhì)量。因此，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃、科學(xué)設(shè)計(jì)有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。研究發(fā)現(xiàn)，建立合理的電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能節(jié)省電網(wǎng)運(yùn)行成本，而且能促進(jìn)電網(wǎng)管理成效的提升?；谏鲜鲇^點(diǎn)，對(duì)供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)所起到的重要作用進(jìn)行了分析探討，以期能為我國電力企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：供配電設(shè)計(jì)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；電力企業(yè)；電網(wǎng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.079

傳統(tǒng)的供配電設(shè)計(jì)無法完全滿足居民和社會(huì)企業(yè)日益增長的電能需求，為了提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率，節(jié)省不必要的人力、物力損失，電力企業(yè)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的管理要求越來越嚴(yán)格，電力監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸成為供配電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。

1 供配電設(shè)計(jì)中電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

在我國民用建筑中，很多控制系統(tǒng)都要在電力系統(tǒng)的支持下運(yùn)作，例如中央空調(diào)系統(tǒng)、大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。為了滿足需求，電力工程師們?cè)陔娏ο到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中付出了很多心血。但從我國目前電網(wǎng)系統(tǒng)中可了解到，供配電設(shè)計(jì)并未實(shí)現(xiàn)真正意義上的電力監(jiān)控，一般情況下都是以模擬電壓表或電流表對(duì)回路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；數(shù)據(jù)記錄方式主要依靠人工手錄——這不僅增加了電網(wǎng)運(yùn)行成本，也降低了工作效率，而且無法對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此，對(duì)供配電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，建立高效、智能的監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

2.1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控層

計(jì)算機(jī)監(jiān)控層設(shè)備包括控制鍵盤、打印機(jī)、電腦監(jiān)視器、UPS等，所采用的軟件均為專用軟件，能起到對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度、授權(quán)、集中指揮等作用，例如錄入圖像數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查詢，對(duì)用戶授權(quán)進(jìn)行分區(qū)監(jiān)控，對(duì)圖像歷史資料進(jìn)行回放調(diào)看等。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊層

網(wǎng)絡(luò)通訊層由現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)組成?，F(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控層中各個(gè)設(shè)備間的共通網(wǎng)絡(luò)，通常以RS485為通訊接口，且支持Modbus-RTU協(xié)議；以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)則是負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)總線與監(jiān)控設(shè)備通訊的網(wǎng)絡(luò)，主要包括交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備。

2.3 系統(tǒng)管理層

系統(tǒng)管理層主要包括中央控制設(shè)備中的電力監(jiān)控管理設(shè)備以及外圍設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等。中央控制設(shè)備與各分點(diǎn)電力監(jiān)控設(shè)備相連，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)與中控設(shè)備的信息交互，監(jiān)控人員能通過系統(tǒng)管理層向各檢測(cè)設(shè)備發(fā)送各項(xiàng)指令，實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控的集約、統(tǒng)一管理。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的作用

3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功能

在供配電設(shè)計(jì)中，電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是對(duì)配電系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集與測(cè)量，同時(shí)將所測(cè)得數(shù)據(jù)傳輸至中控系統(tǒng)。通常，現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備包括電力互感器、斷路器、網(wǎng)絡(luò)電力儀表等設(shè)備。上述設(shè)備安裝在電纜分解箱內(nèi)部，且相互獨(dú)立，能各自單獨(dú)完成任務(wù)，無需每個(gè)項(xiàng)目依靠主控計(jì)算機(jī)。因此，可通過總線傳遞各種監(jiān)測(cè)信號(hào)和數(shù)據(jù)。通常，在值班室或者中央監(jiān)控室內(nèi)均安裝有電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主控層，利用監(jiān)測(cè)軟件功能實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)控組態(tài)軟件能生成目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)，方便操作人員及時(shí)獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)，可同時(shí)下達(dá)多個(gè)監(jiān)控指令，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，組態(tài)軟件還自帶繪圖功能和編輯功能，能對(duì)圖像或其他對(duì)象進(jìn)行移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)操作。而軟件身份檢驗(yàn)功能則可預(yù)防用戶操作失誤，實(shí)現(xiàn)對(duì)曲線和歷史瞳線的繪制，方便報(bào)表擬定。

3.2 網(wǎng)絡(luò)信息采集和傳輸功能

電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的管控需通過現(xiàn)場(chǎng)總線，在實(shí)際工作中，可采取將系統(tǒng)與總線直連的方式，通過智能設(shè)備組建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集傳輸，且能迅速傳達(dá)操作命令，提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控能力。

在現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備較多時(shí)，可將大系統(tǒng)布置得相對(duì)分散，例如將現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備直接連到總線，然后再將網(wǎng)關(guān)中各總線分別接入；而在現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)控設(shè)備較少時(shí)，則可分布相對(duì)集中的小系統(tǒng)，將所有智能設(shè)備連接到一條總線上，利用接口轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；當(dāng)電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有多個(gè)子變電站大系統(tǒng)存在時(shí)，為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，要在單個(gè)子變電站系統(tǒng)中均設(shè)置監(jiān)控主機(jī)，通過主機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備進(jìn)行直接管理，同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算，將重要信息傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，并對(duì)監(jiān)控中心的主機(jī)授權(quán)，以便于對(duì)子變電站監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行查詢控制，提高電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3.3 監(jiān)視和記錄功能

電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視功能包括對(duì)電能質(zhì)量和電網(wǎng)安全的監(jiān)視。電能質(zhì)量主要包括電力設(shè)備故障、動(dòng)態(tài)擾動(dòng)、靜態(tài)偏差以及人為誤操作等；電網(wǎng)安全則包括電力監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中對(duì)電流、電壓模擬量和自控裝置運(yùn)行狀態(tài)的不間斷監(jiān)視，以便于在供配電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)預(yù)警，為技術(shù)人員檢修工作提供便利。

記錄功能包括時(shí)間順序記錄和故障記錄。時(shí)間順序記錄模式可對(duì)供配電各程序的數(shù)據(jù)輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行有效記錄。當(dāng)遠(yuǎn)程集控主站或后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)斷路時(shí)，時(shí)間順序記錄模式也能保證數(shù)據(jù)不遺失。故障記錄則是指在設(shè)備故障動(dòng)作前后，對(duì)與故障相關(guān)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，例如電流和電壓值，有效提升了檢修人員的工作效率，不必像以往那樣逐個(gè)查找故障點(diǎn)時(shí)間和緣由。此外，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)還能為應(yīng)對(duì)措施的擬定提供參考。

4 結(jié)論

通過對(duì)某汽車制動(dòng)器支架扭轉(zhuǎn)剛度有限元的仿真模擬，得到以下結(jié)論：設(shè)計(jì)目標(biāo)分析結(jié)果與同類制動(dòng)器的值相比，仿真值大于目標(biāo)值，能夠滿足制動(dòng)鉗支架扭轉(zhuǎn)剛度的要求。當(dāng)然，有限元分析具有局限性，其結(jié)果取決于建模的準(zhǔn)確性。這種剛

度分析法也可用于其他制動(dòng)器。

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〔編輯：白潔〕