電力監控系統在供配電設計中的應用

尹雪松

【摘 要】電力智能監控系統是一種智能化、網絡化、單元化、組態化的系統，以微機繼電保護裝置、智能配電儀表、智能電力監控裝置、計算機及通信網絡、電力監控系統軟件為基礎，把供配電系統的運行設備和運行狀況置于毫秒級連續精確的監視保護中，提供變、配電系統詳盡的數據采集、運行監視、事故預警、事故記錄和分析、電能質量監視和控制、自動控制、繼電保護等功能。本文在介紹電力監控系統特點的基礎上，分析了供配電設計中電力監控系統的應用。

【關鍵詞】供配電設計；電力監控系統；應用

隨著社會經濟的飛速發展，對供配電設計的要求也越來越高。為了降低供配電的運營成本、提高工作效率，已經逐漸將電力監控系統應用到供配電設計中。研究發現，采用合理科學的電力監控系統措施，不僅可減少電力運營的成本，而且還可以確保電網管理的效率。為盡可能的滿足企業之間的運作需求，減少不必要的人力物力損失、提高各個領域的效率，供電企業對電力系統的運行和管理需要越來越謹慎和嚴格，電力監控系統也逐漸成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。

一、電力監控系統概述

電力監控系統主要是由計算機、通訊設備和測控單元三個部分組成，系統為供配電系統實時數據采集，檢測開關狀態，同時，還可以對用戶提供遠程控制，它可以檢測和控制設備，將復雜的供配電工作變得簡單、可操作性強。電力監控系統主要采用智能化的電網，當供電系統設備運行時，不僅可直接通過工作指令來實現，還可由配電網絡在自我診斷后，再根據電網能力，發出設備運行指令，從而提高效率，以降低供配電運行成本。

電力監控系統的數據采集功能主要包括以下幾個方面：①.模擬量的采集。②.開關量的采集。③.電能的計算。其中，模擬量的采集方式包括直流采集與交流采集兩種，其主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進行采集。而開關量的采集則主要是對斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的工作狀態，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集。電能的計算即是對有功電能和無功電能進行計算。

電力監控系統的數據記錄功能主要就是對斷路器分合狀態以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統中必須有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監控系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。由此可見，數據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統中存在的問題，從而便于工作人員解決。

二、電力監控系統功能分析

1、數據采集與處理功能

在數據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、運行報警信號、斷路器狀態以及斷電保護動作等信號信息，都是電力監控系統需要采集的數據信息；而供配電的電壓、電流以及功率、頻率等信息數據的采集，都是電力監控系統采集的模擬量；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，對信息數據的記錄與存儲、分析，有助于電力監控系統及時有效的采取處理措施，在方便用戶查詢數據信息的同時，還能有效快捷的解決供配電過程中出現的突發狀況。

2、監視功能

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

3、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；根據采集到的實時的信息，還可以實現自動隔離開關與斷路器間的閉鎖操作。這種監控功能，可以通過對采集數據的分析，在故障發生之前，為操作人員提供足夠的思考應對措施的時間。

三、供配電設計中電力監控系統的應用

1、電力監控系統的設計方案應用

電力監控系統，將接在總線上的智能設備連接成為網絡系統，并利用現場總線技術，來實現集中管理和分散控制。這種監控設計能有效的對供配電過程中以及現場智能監控設備所采集的數據，進行傳輸和儲存，根據數據信息的采集和分析，還能準確、快速的傳達操作命令，從而實現電力系統的監控和遠程操作功能；

2、設備層智能化是指通過居民小區智能化傳感器來對各種物理信息及參數進行搜集，并向特定電量信號進行轉變，來供電網系統加以辨認。同時，進一步向數字信號轉化來方便計算機的相關處理。執行器經歷了通信線路的傳輸和交換，不僅可以完成中心計算機指令向電信號的轉化，也可完成與命令相對應的動作。設備層中所應用的技術為分布式控制技術，在居民小區進行獨立控制器的分別安裝，所安裝的控制器在維持自身工作獨立性的同時，又同計算機和其他控制器間維持著相應的聯系，而設備層智能化也正是通過這樣既獨立又彼此聯系的控制器來實現的。

管理層是通過監控計算機實施人機交換，來實現對設備運行狀況的實時檢查。同時，還可通過對系統運行參數的修改，來對設備運行狀態進行改變。管理層中所應用的技術為集成技術，其通過網絡通信及計算機技術來將居民小區內配電設備能化子系統有效地融合在一起。利用信息共享與信息交換來協調各子系統間的運行狀態。

3、系統拓撲結構

（1）現場層：在電力監控系統中，現場監控設備應該具備獨立運行的功能，一旦網絡傳輸出現故障，現場監控設備依舊能夠保證采集到準確的數據。通過現場監控設備獨立的完成數據的采集和傳輸，來執行監控主機所傳達的操作指令，不僅可以動態實時顯示各個供電子站的供配電工作狀態，還可以及時的搜集故障信息。 該層的主要目的是對運行中配電系統的各種運行參數進行測量和采集，并將所得的數據信息傳輸給監控系統。其主要采用的設備是AHK-0。正泰智能斷路器、66系列電流互感器以及ACR220EK網絡電力儀表，并將其裝設在現場的電纜分接箱內。同時，各種設備都必須在不依賴主控計算機運行的情況下也保持相互獨立地完成各自的功能，因此，可以由現場總線把各項檢測的信號數據實時傳輸到中間層的數據處理單元，并通過電力監控系統及時進行相應的操作。

（2）主控層：通常情況下，電力監控系統的主控層是位于中控室或值班室，同時還需要配置打印機、計算機、UPS不間斷電源等高性能的設備。因此，通過在主控計算機上安裝Acrel-3000電力監控軟件，并依靠所安裝的軟件進行人機界面和各種管理功能，進而實現對整個箱式配電系統的實時監控。

4、電力監控組態軟件的應用

由于電力監控軟件具備編輯、繪圖，以及報警等功能，所以，可以利用監控軟件，使操作人員更直觀、方便的獲取現場的實時信息數據，及時的傳達控制命令。

結語：

作為供配電設計中的一項極為重要的部分，電力監控系統的主要作用是控制電力運營成本，維持電網管理效率。我們應加快對電力監控系統在供配電設計中的應用的研究，多發現，多實踐，發揚創新精神，快速提高電力監控系統的效率、減低運營成本，使電力監控系統更好的發揮作用，更好的為社會服務。

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