安科瑞 師晴晴

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)電力的需求也越來(lái)越緊迫。電力供應(yīng)對(duì)于工廠的正常運(yùn)行具有重要意義，一旦供電中斷其它大部分系統(tǒng)將立即癱瘓。因此，可靠和連續(xù)的供電是工廠得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。與常規(guī)的供配電系統(tǒng)相比智能化的供配電系統(tǒng)能自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)地監(jiān)控所有變、配電設(shè)備的運(yùn)行/故障狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，還具有故障的自動(dòng)應(yīng)急處理能力，因此它具有更高的可靠性和更好的供電連續(xù)性；智能化的供配電系統(tǒng)自動(dòng)化程度很高，可大大提高整個(gè)供配電系統(tǒng)的管理水平，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的無(wú)人值守，并能提高電能的利用率，實(shí)現(xiàn)大限度的節(jié)能。本文通過(guò)大冶有色金屬項(xiàng)目中變電所的應(yīng)用介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在有色金屬銅業(yè)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)；有色金屬；監(jiān)控系統(tǒng)；電力監(jiān)測(cè)；

0 引言

電力監(jiān)控系統(tǒng)是配電自動(dòng)化，系統(tǒng)可以建立供電網(wǎng)絡(luò)仿真模型，模擬配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，監(jiān)測(cè)故障，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班模式。配電系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)，能在快時(shí)間內(nèi)切除故障，保護(hù)一次設(shè)備，縮小停電范圍；對(duì)于發(fā)生故障的部分，能協(xié)助運(yùn)行人員分析故障原因，快速查找和排除故障，盡量縮短停電時(shí)間。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展 ，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性。利用電力系統(tǒng)進(jìn)行信息的采集 ，使用電力監(jiān)控綜合管理整個(gè)電力系統(tǒng)都成為了可能。電力智能監(jiān)控系統(tǒng)是建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中的各種電力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，可優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理，大地提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的性、可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

本文通過(guò)對(duì)大冶有色金屬項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在色金屬銅業(yè)中的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概述及建設(shè)目標(biāo)

大冶有色金屬工業(yè)有限責(zé)任公司位于湖北黃石市延安路52號(hào)，目前經(jīng)營(yíng)礦產(chǎn)品、金屬材料、煤炭、五金交電、化工產(chǎn)品。大冶有色金屬公司為響應(yīng)節(jié)能減排，對(duì)公司內(nèi)部成本降低，故對(duì)公司東西配電房?jī)?nèi)配電監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)采集電參量并通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)展示。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮客戶(hù)的實(shí)際需求，以及電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)的實(shí)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(yùn)作的成本，同時(shí)也有利于系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。

本項(xiàng)目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)東西配電回路的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有利于用電管理。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(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內(nèi)各個(gè)配電回路的運(yùn)作狀態(tài)，當(dāng)站內(nèi)電力系統(tǒng)的負(fù)載越標(biāo)時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報(bào)警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報(bào)表、曲線(xiàn)圖等統(tǒng)計(jì)信息，便于有關(guān)人員分析站內(nèi)各部分的用電狀況，使站內(nèi)的用電活動(dòng)更加，從而保證站內(nèi)人員的生命，提高車(chē)站工作人員的工作效率。    

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    

依據(jù)大冶有色金屬的配電情況分布情況，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(chǎng)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(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互的直接窗口，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，是系統(tǒng)的上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。

通訊層使用的設(shè)備為串口隔離器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于電參量采集測(cè)量的各類(lèi)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(chǎng)配置為安科瑞PZ72-DU/C的直流電壓表，實(shí)現(xiàn)低壓回路直流電壓檢測(cè)并實(shí)時(shí)顯示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)  

電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠及時(shí)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。現(xiàn)場(chǎng)分為東和西配電，東和西分別鋪設(shè)485總線(xiàn)至系統(tǒng)后臺(tái)經(jīng)串口隔離器實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的數(shù)據(jù)傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)依據(jù)客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄；系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；報(bào)表查詢(xún)與打印；系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)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(kāi)關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對(duì)線(xiàn)路電壓信息進(jìn)行采集，開(kāi)關(guān)量主要采集斷路器設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù)，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

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(duì)電壓儀表實(shí)時(shí)進(jìn)行記錄，它要求系統(tǒng)中有足夠的內(nèi)存空間，進(jìn)而長(zhǎng)時(shí)間的、大量的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對(duì)故障信息的記錄，即對(duì)故障發(fā)生時(shí)電壓等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過(guò)故障信息的記錄，準(zhǔn)確的反映出系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，從而便于工作人員解決。

2.3.3曲線(xiàn)查看

電力監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)采集電壓參量來(lái)繪制電壓曲線(xiàn)的時(shí)間跨度可設(shè)（單位為：天），初始進(jìn)入該界面時(shí)曲線(xiàn)圖形應(yīng)為實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。當(dāng)設(shè)定好曲線(xiàn)的起始時(shí)間，點(diǎn)擊界面中的刷新曲線(xiàn)按鈕時(shí)，此時(shí)曲線(xiàn)應(yīng)自動(dòng)切換為歷史曲線(xiàn)，顯示的為自曲線(xiàn)的起始時(shí)間至設(shè)置時(shí)間后的趨勢(shì)曲線(xiàn)。通過(guò)對(duì)曲線(xiàn)的分析可了解該配電電壓是否穩(wěn)定，是否達(dá)到電壓上下浮動(dòng)要求，具體如下圖：

2.3.4電壓報(bào)表定制化管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)客戶(hù)需求，系統(tǒng)定制化設(shè)計(jì)了電壓管理報(bào)表，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)直流電壓的采集，按照回路名稱(chēng)的不同，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表并有報(bào)表打印功能，并可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的電壓進(jìn)行查詢(xún)，可以幫助企業(yè)管理人員了解電壓信息。通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)有效排除不必要的事故。

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

綜上所述，通過(guò)對(duì)此電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置 ，工作人員可以在短的時(shí)間內(nèi)做出正確的判斷并進(jìn)行操作。基于該“透明化”的配電系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)人員可以同步了解直流電壓狀態(tài)，如檢查電網(wǎng)運(yùn)行是否平衡。在了解電網(wǎng)狀態(tài)的情況下，工作人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地處理故障；即使工作人員不在現(xiàn)場(chǎng)，也可以通過(guò)系統(tǒng)配置的報(bào)表中獲得故障的信息；根據(jù)系統(tǒng)反映的設(shè)備實(shí)際使用情況，便于工作人員合理地安排相關(guān)維護(hù)工作。

在有色金屬銅業(yè)等企業(yè)設(shè)置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以?xún)?yōu)化能源成本。系統(tǒng)可作為各區(qū)域之間檢測(cè)反常用電量的基準(zhǔn)，跟蹤意外的用電量，針對(duì)可優(yōu)化管理的負(fù)載，制訂簡(jiǎn)單的用電負(fù)荷方案。通過(guò)該監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，能夠反映出電力資源的實(shí)時(shí)使用情況，可以對(duì)電網(wǎng)或配電盤(pán)、配電柜等設(shè)施的后備用量做出的評(píng)估，便于企業(yè)管理人員合理調(diào)配電力資源和相關(guān)決策，以滿(mǎn)足配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展變化。

參考文獻(xiàn)

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

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