智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)在大型公共建筑中的應(yīng)用

 摘要：通過對大型文化藝術(shù)中心智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的整體思路探討，討論其系統(tǒng)在大型公共建筑中的功能應(yīng)用。

　　統(tǒng)計表明，公共建筑耗電量是普通建筑的5倍，其中大型公共建筑和國家機(jī)關(guān)辦公建筑的年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量在50到300度之間，這個數(shù)字較普通建筑要高出3到5倍。

　　為滿足國家對節(jié)能減排方面的要求，同時為解決各種新型負(fù)載所帶來的電能質(zhì)量問題，筆者在某市文化藝術(shù)中心的建筑電氣設(shè)計中，采用了智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的各項管理功能，提高對電力系統(tǒng)的管理效率，保障電力系統(tǒng)的可靠安全運(yùn)行并幫助實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

　　1、工程概況

　　某市文化藝術(shù)中心總建筑面積4.4平方米，總投資1.9億,主要由會議中心功能區(qū)(會議中心、綜合劇場、展覽廳等)和商業(yè)功能區(qū)(商場、餐廳、宴會廳等)兩部分組成。該項目兩路高壓進(jìn)線，共計有一個高壓配電室、三個低壓配電室;高壓柜12臺，低壓柜48臺，變壓器4臺，其中1、2#變壓器為1600KVA，3、4#變壓器為1250KVA。

　　2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況

　　智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共分為三層：主控層、通訊管理層和間隔設(shè)備層。系統(tǒng)采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，監(jiān)控裝置都是單元式的裝置，完全分散安裝在低壓開關(guān)柜上，利用監(jiān)控后臺，完成當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。

　　1)主控層

　　主控層監(jiān)控微機(jī)實現(xiàn)當(dāng)?shù)厝�部功能，還可實現(xiàn)復(fù)雜的規(guī)約轉(zhuǎn)換功能，實現(xiàn)預(yù)留接口與第三方設(shè)備、系統(tǒng)通訊(變壓器的溫度等)。主控層電力監(jiān)控軟件不僅實現(xiàn)對全系統(tǒng)電力情況的實時監(jiān)控，還實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問和共享

　　2)通訊管理層

　　通信管理層用智能通信管理器控制所有現(xiàn)場控制層的保護(hù)裝置、監(jiān)控裝置和第三方設(shè)備。

　　各種帶通信接口的裝置，如UPS、直流電源、智能電度表等第三方設(shè)備均可接入上級監(jiān)控系統(tǒng)，或者經(jīng)本站通訊管理機(jī)接入。配置兩臺CEIEC-1280智能通信處理器，負(fù)責(zé)將高低壓柜上的監(jiān)控裝置的數(shù)據(jù)通過RS-485總線采集上來，CEIEC-1280可以采集16條RS-485總線，其中每條RS-485總線可以連接8-10個左右的PMC系列監(jiān)控裝置。CEIEC-1280將區(qū)域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)采集后輸出1路TCP/IP方案的網(wǎng)絡(luò)信號，該信號和監(jiān)控中心的交換機(jī)連接。

　　3)間隔設(shè)備層：

　　各間隔需要監(jiān)測的DI點比較多，包括斷路器位置信號，隔離開關(guān)位置信號，接地刀閘信號，遠(yuǎn)方就地位置信號，跳閘回路監(jiān)視信號，控制回路斷線監(jiān)視信號，彈簧儲能信號，分閘閉鎖信號等等需要很多DI點;同時很多電動開關(guān)包括斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘的遙控需要很多DO點。

　　監(jiān)控裝置屏幕可同時顯示各電量參數(shù)、報警信息，使得查看具體運(yùn)行情況可以更加直觀，分析起來更方便。

　　3、配電室設(shè)備配置

　　1)10kV進(jìn)線柜保護(hù)監(jiān)控：配置PMC-651F實現(xiàn)電流速斷保護(hù)、電流限時速斷保護(hù)、定時限過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、靈敏接地保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、彈簧儲能監(jiān)視、TV斷線，事件記錄功能，故障錄波功能。并可實現(xiàn)高精度測量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值記錄、1msSOE等功能。

　　2)10kV聯(lián)絡(luò)柜保護(hù)監(jiān)控監(jiān)控：配置PMC-651D實現(xiàn)母線充電保護(hù)、定時限過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、靈敏接地保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、彈簧儲能監(jiān)視、TV斷線。事件記錄功能，故障錄波功能。并可實現(xiàn)高精度測量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值記錄、1msSOE等功能。同時配置一臺PT切換箱。

　　3)10kV變壓器柜保護(hù)監(jiān)控：配置PMC-651T電流速斷保護(hù)、電流限時速斷保護(hù)、定時限過流保護(hù)、反時限過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、靈敏接地保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、彈簧儲能監(jiān)視、TV斷線。事件記錄功能，故障錄波功能。并可實現(xiàn)高精度測量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值記錄、1msSOE等功能。

　　4)10KVPT測控裝置：電源投入之前，需要對PT的電壓量測量，配置兩臺530A實現(xiàn)測量每一回線路或設(shè)備的全部三相電量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于監(jiān)視斷路器、刀閘狀態(tài)和控制輸出繼電器。

　　5)備自投裝置：PMC-68301#、2#兩條進(jìn)線互為備用，三個斷路器之間的“三選二”，需要進(jìn)行備自投，則需增加一臺PMC-6830�？蓪崿F(xiàn)1#2#進(jìn)線備自投，過載閉鎖備自投，進(jìn)線斷路器狀態(tài)監(jiān)視，兩段母線PT斷線監(jiān)視及全失壓監(jiān)視，并具有測量和事件記錄功能。

      6)低壓進(jìn)線測控裝置：在低壓重要出線回路加裝智能監(jiān)控儀表PMC-530A，實現(xiàn)測量每一回線路或設(shè)備的全部三相電量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于監(jiān)視斷路器、刀閘狀態(tài)和控制輸出繼電器;進(jìn)行故障錄波，長度為16周波，實現(xiàn)31次諧波分析、越限控制與報警、1ms的事件順序記錄功能(SOE);實現(xiàn)和4個光電隔離開關(guān)量輸入、2個開關(guān)量輸出。

　　7)低壓配電回路測控裝置：PMC-53M三相數(shù)字式多功能測控電表為低壓配電回路配置，實現(xiàn)測量每一回線路或設(shè)備的全部三相電量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于監(jiān)視斷路器、刀閘狀態(tài)和控制輸出繼電器;實現(xiàn)和2個光電隔離開關(guān)量輸入、2個開關(guān)量輸出。

　　4、系統(tǒng)的主要功能

　　1)數(shù)據(jù)采集、傳輸及處理，對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析及計算。

　�、賹崟r計算各線路的功率因數(shù)。②實時計算各線路的有功、無功功率值。③實時計算每日、每月各條線路的有功，無功最大、最小及平均值。④實時顯示各變壓器溫度值;實時計算每日、每月各變壓器溫度最高、最低與平均值。⑤實時顯示各高壓進(jìn)線的頻率、諧波分析情況。⑥實時顯示、統(tǒng)計各回路各時段的電度值,對電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分時計費(fèi)統(tǒng)計,應(yīng)根據(jù)用戶要求具有多種分時計費(fèi)(峰、谷、平值等)方案和費(fèi)率的種類。實時顯示、統(tǒng)計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值。⑦實時顯示電容的投切狀態(tài)以及手動/自動狀態(tài)。⑧數(shù)據(jù)采集周期、方式、參數(shù)等可由用戶在線定義，狀態(tài)量的變化應(yīng)優(yōu)先傳送。

　　2)報警處理

　　設(shè)置預(yù)告信號和事故信號，并產(chǎn)生不同的音響報警及閃光，自動推出相應(yīng)畫面，對應(yīng)事故、故障設(shè)備的圖形發(fā)生閃動變位，窗口提示事件內(nèi)容及處理指導(dǎo)。報警信號可在監(jiān)控主機(jī)上人工確認(rèn)復(fù)歸。

　　預(yù)告信號部分：線路過負(fù)荷、系統(tǒng)自診斷故障、母線電壓越限、電流越限、變壓器溫度越限、裝置異�；蜓b置通信故障等。

　　事故信號部分：保護(hù)裝置動作、開關(guān)變位。

　　3)事故追憶顯示畫面

　　保護(hù)動作發(fā)生時，系統(tǒng)自動啟動相關(guān)的測量數(shù)據(jù)記錄，以毫秒級的分辨率正確記錄下來，進(jìn)行顯示、打印和存儲，供系統(tǒng)進(jìn)行事故追憶，可任意選擇想要查看的事故追憶數(shù)據(jù)。

　　4)越限自動跳閘及遙控跳合閘控制

　　通過電流、電壓、有功等遙測值越限實現(xiàn)自動跳閘，通過監(jiān)控主機(jī)能實現(xiàn)斷路器遠(yuǎn)方跳合閘，并記錄跳合閘動作。

　　5)運(yùn)行及配電管理功能

　　系統(tǒng)具有交接班記錄、運(yùn)行記錄、操作票管理記錄、檢修維護(hù)記錄、技術(shù)資料管理記錄、設(shè)備管理記錄、繼電保護(hù)定值管理記錄等功能。

　　6)系統(tǒng)具有自診斷及自恢復(fù)功能系統(tǒng)具有自診斷及自恢復(fù)功能

　　7)故障錄波和諧波分析系統(tǒng)

　　系統(tǒng)具有故障錄波和諧波分析功能。發(fā)生事故時，保護(hù)裝置可以進(jìn)行故障錄波，并將故障波形傳送到后臺系統(tǒng)。系統(tǒng)可以存儲故障波形數(shù)據(jù)，并可以以波形曲線的方式查看、打印故障錄波，供事故分析、處理。

　　8)安全性管理

　　系統(tǒng)軟件設(shè)置支持多種權(quán)限分區(qū)和密級設(shè)置，為系統(tǒng)管理員、工程師、一般值班操作人員等提供分級密碼，并對所有操作自動進(jìn)行帶時標(biāo)事件記錄，可建立良好的反事故措施。

　　5、總結(jié)

　　智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)在大型公共建筑中的運(yùn)用，提高了電力系統(tǒng)的可靠性，保障供電連續(xù)性;提高電力系統(tǒng)的管理效率，降低運(yùn)行成本;改善電能消耗方式，促進(jìn)節(jié)能降耗;監(jiān)控電能質(zhì)量問題，減少故障風(fēng)險;提供有效的故障診斷，縮短故障停電時間。