徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

    摘要：基于目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進(jìn)電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運營成本，本文通過科世達(dá)(長春)汽車電器有限公司10KV新建工程項目中的應(yīng)用。

    0.前言

    配電自動化，是一項集計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

    隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。本文通過對科世達(dá)(長春)汽車電器有限公司10KV新建工程項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在重工工廠中的應(yīng)用。

    1.項目概述及建設(shè)目標(biāo)

    科世達(dá)（長春）汽車電器有限公司是于2011年創(chuàng)建的德國獨資公司，投資方為德國科世達(dá)公司。其總部在上海。德國科世達(dá)公司，創(chuàng)建于1912年，屬國際跨國公司，全球有16個子公司，主要提供汽車電器系統(tǒng)、工業(yè)電器系統(tǒng)、接插件和檢測設(shè)備的解決方案，主要客戶有奔馳、寶馬、大眾及通用汽車公司等，生產(chǎn)、開發(fā)實力雄厚。 貴州航空集團(tuán)是中國骨干企業(yè)集團(tuán)之一，所屬華陽電工廠有軍工基礎(chǔ)，技工、開發(fā)水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。上海安工經(jīng)濟(jì)發(fā)展有限公司是當(dāng)?shù)匾患矣胸S富經(jīng)驗的投資公司。
公司主要經(jīng)營范圍是開發(fā)、制造、銷售汽車電器和電子產(chǎn)品。2005年公司全面使用了SAP系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了經(jīng)營、開發(fā)、技術(shù)、質(zhì)量、生產(chǎn)和物流等數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的KOSTAL集團(tuán)全球化共享，各項業(yè)務(wù)運作日益走向現(xiàn)代化、國際化。同時，公司通過了德國萊茵技術(shù)有限公司的ISO9001、QS9000、VDA6.1、ISO14001和TS16949體系認(rèn)證。2003年-2012年公司連續(xù)十年被評為“安亭十強”企業(yè)，多次獲區(qū)政府的綜合實力獎，獲先進(jìn)技術(shù)企業(yè)認(rèn)證，2006年被評為上海市技術(shù)中心，2008年被認(rèn)定為上海市高新技術(shù)企業(yè)，多項產(chǎn)品技術(shù)獲國家專利。

    2.電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

    在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監(jiān)控設(shè)備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

    本項目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對廠內(nèi)低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時的顯示廠內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)廠內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析廠內(nèi)各部分的用電狀況，使廠內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證廠內(nèi)人員的生命安全，提高商業(yè)人員的工作效率。

    2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    依據(jù)新建商場的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

    站控管理層管理人員與計算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

    通訊層使用的設(shè)備為NPORT5410串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。

    現(xiàn)場設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置ABB的微機(jī)保護(hù)、電能表，實現(xiàn)高、低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測、保護(hù)動作信息；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

    2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

    電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎(chǔ)。把現(xiàn)場每個設(shè)備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網(wǎng)關(guān)，來實現(xiàn)與主機(jī)的傳遞。

    2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

    系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進(jìn)行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。

    2.3.1數(shù)據(jù)的采集與處理

    數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進(jìn)行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的工作狀、保護(hù)動作信息，以及斷電保護(hù)、運行故障等報警信息進(jìn)行采集，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

    2.3.2數(shù)據(jù)記錄

    電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護(hù)動作的前后順序進(jìn)行記錄，它要求系統(tǒng)中必須有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲。由此可見，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對保護(hù)裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。

    2.3.3電能管理

    為了實現(xiàn)對本廠內(nèi)各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計了電能管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)約了能源消耗。

    3.供配電設(shè)計中應(yīng)用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

    綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提高效率、減少損失、降低運營成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據(jù)存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機(jī)操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設(shè)備對數(shù)據(jù)的傳遞都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設(shè)計不同的組網(wǎng)方式,確保數(shù)據(jù)信息能夠迅速、精準(zhǔn)的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設(shè)計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇監(jiān)控設(shè)備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用具有遠(yuǎn)程通信、遠(yuǎn)程觀測以及遠(yuǎn)程控制等功能的設(shè)備，而一些高端電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設(shè)備。

    在工業(yè)建筑等場所設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對廠內(nèi)低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準(zhǔn)確的表示出回路的用電狀況，它還具備網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，能夠與計算機(jī)、串口服務(wù)器等設(shè)備進(jìn)行組合，及時的顯示廠內(nèi)各個配電回路的運作狀態(tài)，當(dāng)廠內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關(guān)人員分析廠內(nèi)各部分的用電狀況，使廠內(nèi)的用電活動更加安全，從而保證廠內(nèi)人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。

    參考文獻(xiàn)

    [1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

    [2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)

    作者簡介：徐霜，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司<