江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

摘要：本文總結了電力監控系統的結構和功能。通過列舉工程實例，詳細介紹了電力監控系統在民用建筑電力系統運行節能中的應用，以及推廣發展中需要改進的問題。

關鍵詞：民用建筑；電力監控系統；運行節能應用。

引言

隨著國民經濟的不斷增長和城市建設的加快，智能建筑已經從發達城市向普通城市發展和推廣。電力監控系統作為智能建筑的重要組成部分，已成為電力系統管理中重要的技術手段。通過這種智能化管理，提高了電力系統的可靠性、安全性和連續性，便于及時、全面、快速地掌握電力系統的運行條件，簡單有效地分析了電力負荷的變化、電能消耗和電能質量，提高了電能的使用效率，節約了電力成本，借助電力監控系統，可以準確快速地判斷故障位置和原因。

一、電力監控系統概述

電力監控系統采用分層分布式結構，分為三層：現場設備層、通信轉換層和系統管理層。現場設備層設置在電力線路系統中的配電現場，負責完成各種電力現場數據參數和信息狀態的采集、保護和控制，實施監控系統的各種動作指令和管理操作；通信轉換層設置在電力線路系統中的配電現場，分布式布局，相互獨立，相互影響，完成系統數據的通信轉換和與系統管理的數據交換。負責將現場設備層的各種電力智能監控和第三方設備采集的相關信息數據轉換為網絡信號，組合、配電、轉發；系統管理設置在監控中心，管理主機與通信轉換層子站相互通信，通過以太網形式進行局域網組網，實現電力系統信息的交換和管理。

電力監控系統的主要功能：1系統運行實時監控、數據采集和處理；2電能質量監控和管理；3事件報警信息和記錄；4遠程控制和操作；5歷史數據管理和各種報告打印。

二、電力監控系統在民用建筑電力系統運行和節能中的應用

1.工程實例

辦公樓分為主樓、東附屬樓、西附屬樓三部分，主樓建筑面積10萬mm2,東西附屬樓各1.5萬mmm2。電力系統分為三個變配電室。主樓變配電室為總變配電室。高壓電源采用雙電源進線中間的母聯形式。高壓饋線包括主樓和東西附屬樓的高壓電源，共8個。主樓配電室低壓配電系統作為獨立部分，共有4臺SCB9-2000KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器，其中2臺為主樓照明動力，低壓配電采用兩進線一母聯形式，低壓饋出線90余條。另外兩個是空調制冷設備，每個變壓器和低壓配電系統都與制冷設備相對應。東西附屬樓變配電室各有2臺SCB9-800KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器、低壓配電系統均采用兩進線一母聯的形式，低壓饋線分別為60多條和40多條，主要負荷為普通照明和動力。由于配電室相對分散，距離較遠，建筑功能不同，電力負荷性質不同，采用電力監控系統監控電力系統，三層結構如下：

（1）系統管理層。主樓改為配電室為監控中心，東西附屬樓為兩個子工作站。各工作站電力監控系統采用電力專用監控軟件、Windows2003/XP中文版操作系統、SQLserver2005數據庫作為服務器數據庫。與第三方通信支持DDE模式、OPC模式和ODBC接口，支持與建筑控制系統的數據交換。

（2）通信轉換層。主通信網絡采用100MTCP/IP光纖以太網，子工作站通過OPC轉發接口連接TCP/IP以太網與主樓監控中心系統，實現三個區域配電室的現場數據交換，方便值班人員查看電力系統的運行數據并進行實時監控。為了提高數據交換速度和通信的穩定性和可靠性，系統采用IEEE802.3(TCP/IP)通信標準、星形結構、標準RS485接口、5類UTP或Fibercable網線傳輸，傳輸速率達到100M標準。

（3）現場設備層。高壓進線、高壓母線、低壓進線、低壓饋線均配備PM800系列電力參數測試儀及相應的測試設備。該設備不僅可以在現場實時顯示各種參數，還可以通過RS485接口通過MODBUS通信協議傳輸到系統管理層。

2.民用建筑電力系統運行中的應用價值

（1）與以往常規的人工管理方法相比，電力監控系統能夠及時、全面地掌握電氣運行信息，提高電氣運行的安全性和可靠性。例如，系統實時、定期地收集電氣設備的模擬量和開關量；直接讀取各配電站和線路檢測設備收集的數據，進行顯示、統計、分析、計算和存儲。通過系統的自動監控和信息共享，可以減少甚至取消子工作站的運行管理人員，節省人工管理的成本。

（2）電力監控系統具有報警、事件管理和網絡故障診斷功能。方便監控中心管理人員充分了解電氣運行情況，準確快速判斷故障位置，查明故障原因，幫助電氣維修人員及時解除故障，提高電氣安全、可靠性和可持續性。

（3）系統可以通過曲線和數據表直觀地顯示歷史數據，用戶可以很容易地選擇要查看電路的歷史數據。通過數據分析，可以監控關鍵電路的電流和功率變化，及時糾正和預測故障，管理設備的運行和分配。

3.民用建筑電力系統節能的應用價值

（1）通過對監控系統各用電負荷電能消耗數據和電力參數的分析，可以對配電系統各用電負荷進行電能分配、測量和監控，減少三相電流不平衡，避免電能浪費。

（2）根據電力監控系統記錄的峰、谷、平時電能消耗數據分析，合理采用運行模式和周期，減少不必要的設備購置，減少資本投資，節約電能。

（3）通過對電力參數的實時分析，及時發現諧波問題或低功率因數等異常電能消耗現象，采取有效措施進行設備改造或補償，避免過度電能損耗和設備老化。

4.電力監控系統在推廣應用過程中需要解決和改進的問題

（1）應用產品和制造商較多，標準和規范不同，沒有統一的標準和規范，限制了電力監控系統的推廣和發展。例如，制冷機組的電氣控制器件不能與電力監控系統進行通信和信息共享，電力監控數據采集不足。

（2）電力監控系統投資規模大，特別是精度高、傳輸速度快的監控部件。一般來說，電力監控占變配電系統投資的30%-40%。部分業主自籌資金，在預算不足的情況下，相應減少電力監控投資。

（3）用戶對電力監控系統認知度低，管理人員業務能力和知識水平低，系統利用率低，部分用戶只作為裝飾，忽視其應用價值，造成誤解，造成系統推廣和發展障礙。

三、安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統解決方案

1.概述

對于用戶變電站（一般35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接觸無線溫度測量產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監測設備、弧光保護裝置等設備，實現變電站、配電、電力安全運行和綜合管理。監控范圍包括用戶變電站、開關、變電站、配電室等。

Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣有限公司根據電力系統自動化和無人值守要求，為35kV及以下電壓等級開發的分層分布式變電站監控管理系統。該系統是一個開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，應用于電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監控、控制、通信等功能于一體。適用于35kV及以下電壓等級的城市電網、農村電網變電站和用戶變電站，可實現變電站的全面控制和管理，滿足變電站無人值守或少人值守的需要，為變電站的安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

2.應用場所

適用于軌道交通、工業、建筑、學校、商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統的工程設計、施工和運行維護。

3.系統架構

Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，網絡模式可為標準網絡結構、光纖星網絡結構、光纖環網絡結構，根據用戶用電規模、電氣設備分布和占地面積綜合考慮網絡模式。

4.系統功能

4.1實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關故障、告警等信號。

4.2電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。

4.3運行報表：查詢各回路或設備zhiding時間的運行參數。

4.4實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。

4.5歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

4.6電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況。

4.7網絡拓撲圖：支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

4.8電能質量監測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。

4.9故障錄波：可在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

4.10Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。

4.11APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。

5.系統硬件配置

四、結束語

電力監控系統在民用建筑中發揮越來越多的作用，以其出色的電力監控功能和節能效果haoping，特別是與樓宇自控系統的一體化管理，能夠更加節省人工管理的開支，節約時間，操作和查詢更加方便，而且具有更明顯的經濟效益。隨著經濟發展和科學技術的進步，電力監控系統正在向更高、更深的領域發展和應用。

【參考文獻】

[1]姜傳超.電力監控系統在民用建筑電力系統運行和節能中的應用。

[2]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版