電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用

關(guān) 呈 功

(丹東華通測控有限公司, 遼寧 丹東 118009)

0 引 言

隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)代化標(biāo)志性建筑、大型公共建筑在全國各地不斷涌現(xiàn),同時(shí)人們對(duì)工作、生活環(huán)境的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高,種類繁多的智能化設(shè)備不斷引入現(xiàn)代建筑之中。作為各種建筑能源供應(yīng)核心,變配電所的電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用顯得尤為重要[1]。

1 項(xiàng)目概況

丹東萬達(dá)廣場位于丹東市振興區(qū)花園路與錦山大街交匯處,總建筑面積約為115萬m2,總投資約80億元,由城市綜合體與住宅區(qū)兩大部分組成,在布置上分成南北兩個(gè)地塊,南側(cè)地塊臨城市主干道人民路,布置城市綜合體,北側(cè)地塊遠(yuǎn)離主干道,較安靜,布置住宅區(qū)。該項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市綜合體部分,涉及10余個(gè)高低壓變配電所,如嘉華酒店變電所、百貨變電所、物業(yè)1#變電所、物業(yè)2#變電所、制冷站變電所等。根據(jù)用戶需求,電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)塊設(shè)置,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。萬達(dá)嘉華酒店變電所單獨(dú)設(shè)置一套電力監(jiān)控系統(tǒng),其余變電所組網(wǎng)模式與其基本一致。本文以萬達(dá)嘉華酒店變電所為例,介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能。

2 技術(shù)背景

智能配電電力監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)、通信管理機(jī)、電力監(jiān)控儀表為基本單元,為變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供基礎(chǔ)平臺(tái),可以與檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng),在變配電監(jiān)控中發(fā)揮核心作用,用于監(jiān)視和控制電力生產(chǎn)和供應(yīng)過程,幫助企業(yè)消除配電監(jiān)控盲區(qū),降低運(yùn)作成本,提高生產(chǎn)效率,加快變配電過程中異常的反應(yīng)速度[2-3]。

3 參考標(biāo)準(zhǔn)

參考標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 2887—2011《計(jì)算機(jī)場地通用規(guī)范》、GB/T 13730—2002《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)》、GB/T 50063—2017《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ/T 16—2016《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、DL/T 814—2013《配電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、DL/T 698.31—2010《電能信息采集與管理系統(tǒng) 第3-1部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范 通用要求》、DL/T 698.35—2010《電能信息采集與管理系統(tǒng) 第3-5部分:電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范 低壓集中抄表終端特殊要求》、DL/T 698.41—2010《電能信息采集與管理系統(tǒng) 第4-1部分:通訊協(xié)議 主站與電能信息采集終端通訊》、DL/T 698.42—2010《電能信息采集與管理系統(tǒng) 第4-1部分:通訊協(xié)議 集中器下行通訊協(xié)議》。

4 系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目變電所內(nèi)包含10 kV高壓和400 V低壓兩部分,智能配電電力監(jiān)控系統(tǒng)采用3+2分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)自下而上,為現(xiàn)場間隔層、前置通信層和站端控制層,二層通信網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場間隔層與前置通信層的低速網(wǎng)絡(luò)(RS-485/modbus RTU),前置通信層與站端控制層的高速網(wǎng)絡(luò)(LAN/modbus TCP)。現(xiàn)場間隔層采用智能配電多功能儀表(簡稱多功能儀表)、直流屏控制器、變壓器溫控器等,前置通信層采用2臺(tái)通信管理機(jī)PDM2000R+TCP進(jìn)行數(shù)據(jù)采集匯總,站端控制層計(jì)算機(jī)運(yùn)行PDM2000智能配電電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測,系統(tǒng)組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

4.1 現(xiàn)場間隔層

現(xiàn)場間隔層主要設(shè)備包括微機(jī)保護(hù)裝置PDM-850C、多功能儀表PDM-803AC、直流屏控制器、變壓器溫控器。高壓開關(guān)柜在電源進(jìn)線柜,變壓器一次柜、母聯(lián)柜分別加裝7臺(tái)微機(jī)保護(hù)裝置PDM-850C和7臺(tái)多功能儀表PDM-803AC,實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)、遠(yuǎn)程控制和各回路遙測、遙信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。400 V低壓部分共涉及4臺(tái)變壓器回路(T1～T4),每臺(tái)變壓器根據(jù)負(fù)荷不同分別帶有8～11面不等的低壓開關(guān)柜,共涉及出線回路155個(gè),每個(gè)抽屜中都有多功能儀表PDM-803AC,監(jiān)測回路開關(guān)量狀態(tài)和各項(xiàng)模擬量數(shù)據(jù)。變壓器溫控器通過通信接口把變壓器溫度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)等信息上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)中。直流屏控制器把報(bào)警信息、遙測信息上傳至電力監(jiān)控系統(tǒng)中。

4.2 前置通信層

前置通信層主要設(shè)備包括通信管理機(jī)2000R+TCP、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。該項(xiàng)目設(shè)置2臺(tái)通信管理機(jī)2000R+TCP,組網(wǎng)后通信總線共計(jì)13條,每條總線中的智能設(shè)備設(shè)置不同的通信地址。1#通信管理機(jī)2000R+TCP采集10 kV高壓柜和T1、T2變壓器下設(shè)的所有進(jìn)出線回路中安裝的微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表的數(shù)據(jù)。2#通信管理機(jī)2000R+TCP采集T3、T4變壓器下設(shè)的所有進(jìn)出線回路多功能儀表、直流屏控制器和變壓器溫控器等智能設(shè)備的數(shù)據(jù)。每臺(tái)微機(jī)保護(hù)裝置、多功能儀表和智能設(shè)備等都有RS-485通信接口,各智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線以手拉手的方式連接起來,匯總到通信管理機(jī)2000R+TCP下行RS-485通信接口中,不同的智能設(shè)備單獨(dú)連接成一條總線,這樣也方便日常維護(hù)和通信問題的處理,為保證傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性,每條通信總線連接智能設(shè)備不建議超過32臺(tái)。通信管理機(jī)2000R+TCP的功能主要是把不同接口、不同通信協(xié)議的智能設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換統(tǒng)一處理,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整理打包,上送電力監(jiān)控系統(tǒng),把不同傳輸速率的智能設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,使得數(shù)據(jù)交互性能更快。

4.3 站端控制層

站端控制層主要設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、不間斷電源(UPS)、音響等。PDM2000電力監(jiān)控軟件安裝在計(jì)算機(jī)中,采集后的現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在sql server數(shù)據(jù)庫中,計(jì)算機(jī)通過一條RJ45網(wǎng)線與通信管理機(jī)2000R+TCP上行通信接口相連,實(shí)現(xiàn)配電數(shù)據(jù)信息的采集處理,通過一次配電系統(tǒng)圖的方式顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息,完成集中監(jiān)控、顯示、報(bào)警、存儲(chǔ)、查看等功能,現(xiàn)場配電回路出現(xiàn)異常情況時(shí)方便運(yùn)營值班人員及時(shí)處理。

5 系統(tǒng)功能

PDM2000電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠在監(jiān)控總站界面顯示整個(gè)高低壓配電系統(tǒng)和各配電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)示意圖、接線圖、設(shè)備狀態(tài)、電氣測量參數(shù)、異常告警信號(hào)等,監(jiān)控系統(tǒng)畫面如圖2所示。各類人員可根據(jù)不同的權(quán)限方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作、定值參數(shù)查詢修改、歷史數(shù)據(jù)查詢、事件報(bào)警記錄查詢和報(bào)表統(tǒng)計(jì)管理等工作。

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)界面

6 結(jié) 語

在商業(yè)建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù),把變電所配電柜或樓層配電箱中安裝的電力儀表信息匯總后統(tǒng)一管理,為客戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程抄表等服務(wù),幫助客戶實(shí)時(shí)掌握建筑的用能狀況,實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)主用能收費(fèi)的智能化、精準(zhǔn)化管理。該項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行以來穩(wěn)定、可靠,物業(yè)值班人員多次借助該系統(tǒng)快速判斷出故障發(fā)生的原因,同時(shí)還能準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的位置,節(jié)省人力資源的同時(shí),為項(xiàng)目的配電正常運(yùn)行提供有力保障。