簡(jian)婷(ting)

安科瑞電氣股(gu)份有限公(gong)司，上海(hai) 嘉定 201801

【摘(zhai)要(yao)】：隨著(zhu)我國(guo)電力系統(tong)的智能(neng)化和現代化發展,變電站(zhan)的綜合(he)(he)自(zi)動化系統(tong)逐漸應用在(zai)(zai)各個行業領(ling)域中,在(zai)(zai)通信技(ji)術融入的前提下,我國(guo)變電站(zhan)綜合(he)(he)監(jian)(jian)控系統(tong)對(dui)于(yu)自(zi)身(shen)的應用能(neng)力也在(zai)(zai)不斷進行完善(shan)和更新.現階段來說,我國(guo)機(ji)場變電站(zhan)的主要特點就是它(ta)(ta)的分布(bu)不均勻,人工操作監(jian)(jian)控實施起來可能(neng)存在(zai)(zai)一定的問題,所以通過(guo)電子綜合(he)(he)監(jian)(jian)控系統(tong)對(dui)機(ji)場用電過(guo)程(cheng)的監(jian)(jian)控,保障機(ji)場的安全。本文(wen)通過(guo)對(dui)安徽(hui)空管分新橋機(ji)場二次雷達站(zhan)的變電站(zhan)電力綜合(he)(he)監(jian)(jian)控系統(tong)的闡(chan)述,分析它(ta)(ta)的主要組(zu)成結構,從而探討(tao)它(ta)(ta)的具體功能(neng).

【關鍵詞】：機場；電力監控(kong)系統；空管；

1   項目(mu)概述及(ji)建設(she)目(mu)標

       安徽空管分新橋機場配電系(xi)(xi)統(tong)包(bao)括導航(hang)(hang)臺、航(hang)(hang)管樓、塔臺、二(er)次(ci)雷達等，原(yuan)導航(hang)(hang)臺、航(hang)(hang)管樓、塔臺等已(yi)經建設完畢，且(qie)已(yi)經納(na)入電力監控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)，本(ben)次(ci)主要針對(dui)二(er)次(ci)雷達站配電監控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)接入原(yuan)電力監控(kong)(kong)系(xi)(xi)統(tong)，并(bing)對(dui)原(yuan)軟件(jian)進行進一步功能(neng)升級。

      本次場外二(er)次雷達工程配電系統包括(kuo)兩臺變壓器(qi)以及22路出(chu)線。

2   先進的配電系(xi)統(tong)

       機場二次雷達站的(de)配(pei)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統通(tong)常比(bi)較(jiao)復雜，負荷(he)等(deng)(deng)級也較(jiao)高。對配(pei)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統運(yun)行可(ke)靠性、電(dian)(dian)(dian)能質量、電(dian)(dian)(dian)氣安(an)全等(deng)(deng)都有著較(jiao)高的(de)管理要求，這(zhe)給電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統的(de)運(yun)營管理帶來一定(ding)要求。通(tong)過Acrel-2000電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)控(kong)系(xi)統對配(pei)電(dian)(dian)(dian)網絡和電(dian)(dian)(dian)氣設備的(de)實時(shi)監(jian)控(kong)。可(ke)提高機場供電(dian)(dian)(dian)可(ke)靠性和處理突發事件的(de)應對能力(li)，通(tong)過監(jian)控(kong)服務器或者(zhe)個人電(dian)(dian)(dian)腦遠程實現低(di)配(pei)電(dian)(dian)(dian)解決方(fang)案：

      監(jian)測：檢查設備(bei)性能(neng)，監(jian)測電(dian)氣系統(tong)及各支路電(dian)氣設備(bei)使用情況、隨時監(jian)測二次雷達(da)站電(dian)能(neng)質量是否達(da)標；

      優化：定期自(zi)動生成分(fen)析撤告，優化資產(chan)的使用(yong)方式 ，做出正確(que)的運營決策(ce)；

      節能(neng)：與(yu)運維(wei)人(ren)員實時(shi)提醒與(yu)報警。遠程(cheng)實施(shi)高效用(yong)電(dian)管理策略；

      控制：通(tong)過對(dui)低壓電氣回(hui)路加裝的多(duo)功能監控設備(bei)，負責采集下游負載(zai)數據并上傳(chuan)至監控端。同時可以接(jie)收(shou)上游服務器(qi)端控制命令(ling)，控制斷路器(qi)分合閘。將企業設備(bei)進(jin)行負荷分級，當電能或(huo)者超標可以切斷不重要負荷。

      安(an)全：通(tong)過對發電機(ji)、雙電源切換(huan)裝置的監(jian)控，掌(zhang)握(wo)設備(bei)運(yun)行狀態，一旦設備(bei)出(chu)現運(yun)行異常，時(shi)間進(jin)行預警，將(jiang)故障(zhang)隱患消除在萌芽(ya)中(zhong)。

3   電(dian)力(li)監控系(xi)統的設計

      在監控管(guan)(guan)理(li)系統的(de)設(she)(she)計中，充分(fen)考慮(lv)了二(er)次雷達(da)站(zhan)自(zi)身特性，以及用電(dian)(dian)系統的(de)實(shi)際結構(gou)、電(dian)(dian)力(li)系統的(de)實(shi)際載荷(he)能(neng)力(li)等因(yin)素，進(jin)而合理(li)的(de)選擇管(guan)(guan)理(li)設(she)(she)備，這既有(you)利于減少(shao)系統運作(zuo)的(de)成本，同時(shi)也有(you)利于系統功能(neng)的(de)實(shi)現，自(zi)動化電(dian)(dian)力(li)監控軟件需(xu)要簡單易操作(zuo)且符合相(xiang)關規范標準。

2.1 電力(li)監控設備的選(xuan)擇

       對(dui)(dui)(dui)供電(dian)(dian)(dian)安全可靠性(xing)要求包括對(dui)(dui)(dui)供電(dian)(dian)(dian)系(xi)統實(shi)時(shi)的(de)(de)了(le)解、對(dui)(dui)(dui)故障快速的(de)(de)反應和對(dui)(dui)(dui)意外停電(dian)(dian)(dian)能在極短的(de)(de)時(shi)間內恢復供電(dian)(dian)(dian)，因此(ci)在雷達站內配(pei)置的(de)(de)柴(chai)油發(fa)電(dian)(dian)(dian)機以及雙電(dian)(dian)(dian)源切換裝置，通(tong)過(guo)對(dui)(dui)(dui)柴(chai)油發(fa)電(dian)(dian)(dian)機運行狀態的(de)(de)監控，對(dui)(dui)(dui)其(qi)油溫、液位等進行實(shi)時(shi)監控，并且對(dui)(dui)(dui)發(fa)生(sheng)的(de)(de)異常情況或者(zhe)嚴(yan)重故障做出快速反應，通(tong)過(guo)聲(sheng)光(guang)告(gao)警信(xin)號，避免(mian)事故發(fa)生(sheng)；通(tong)過(guo)I/O模塊以及變(bian)壓器溫控器記(ji)錄所(suo)有斷路器、變(bian)壓器、設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)運行狀況，比如開關開斷次數統計(ji)(ji)(ji)、變(bian)壓器溫度(du)等等設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)信(xin)息，建(jian)立設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)維(wei)護維(wei)修檔案，避免(mian)因為設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)故障導致意外停電(dian)(dian)(dian)；通(tong)過(guo)多功能計(ji)(ji)(ji)量表(biao)計(ji)(ji)(ji)，實(shi)時(shi)記(ji)錄各用電(dian)(dian)(dian)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)用電(dian)(dian)(dian)信(xin)息。

      考慮配電(dian)(dian)(dian)(dian)系統實(shi)際運行管理需求(qiu)，本(ben)項目在(zai)(zai)低壓(ya)進(jin)線、母聯等(deng)重(zhong)要(yao)回路配置PZ96L-E4/HC，可以(yi)實(shi)現全(quan)電(dian)(dian)(dian)(dian)參(can)量測量（三(san)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)、無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)、功(gong)(gong)率(lv)(lv)因數(shu)(shu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)能、電(dian)(dian)(dian)(dian)網頻率(lv)(lv)等(deng)）以(yi)及電(dian)(dian)(dian)(dian)能質量分(fen)析(xi)；在(zai)(zai)低壓(ya)出線回路配置AMC72L-E4/KC，可以(yi)實(shi)現全(quan)電(dian)(dian)(dian)(dian)參(can)量測量（三(san)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)、無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)(lv)、功(gong)(gong)率(lv)(lv)因數(shu)(shu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)能、電(dian)(dian)(dian)(dian)網頻率(lv)(lv)等(deng)）。

2.2 電力監控系統網絡構成

       系統(tong)(tong)(tong)采用分(fen)層(ceng)(ceng)(ceng)、分(fen)布式系統(tong)(tong)(tong)結構，縱向(xiang)分(fen)為三(san)層(ceng)(ceng)(ceng)：監控(kong)層(ceng)(ceng)(ceng)、通(tong)訊網絡(luo)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)現(xian)場(chang)控(kong)制層(ceng)(ceng)(ceng)。系統(tong)(tong)(tong)使(shi)(shi)用高(gao)可靠性工業控(kong)制計算機及(ji)軟、硬件系統(tong)(tong)(tong)，高(gao)性能的(de)現(xian)場(chang)總線技術(shu)(shu)及(ji)網絡(luo)通(tong)信技術(shu)(shu)，整個(ge)系統(tong)(tong)(tong)運(yun)行安全(quan)、穩定可靠、使(shi)(shi)用維護方便。

        監控(kong)層包括工(gong)程師站(zhan)和遠(yuan)動通信站(zhan)，包含監控(kong)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)、網絡交換機(ji)(ji)、打印機(ji)(ji)、UPS以及Acrel-2000電力(li)監控(kong)軟件，其中(zhong)軟件部分具有良(liang)好(hao)的(de)人機(ji)(ji)交互界面，通過(guo)數(shu)據傳輸協議讀取通訊管理(li)機(ji)(ji)采集的(de)現場各類數(shu)據信息，自動經過(guo)計(ji)(ji)(ji)算(suan)處理(li)，以圖形、數(shu)顯、聲音(yin)等方(fang)式(shi)反映現場的(de)運行狀況；電能(neng)(neng)計(ji)(ji)(ji)量管理(li)功能(neng)(neng)設計(ji)(ji)(ji)各種符(fu)合(he)用戶(hu)(hu)的(de)報(bao)表格(ge)式(shi)，報(bao)表內數(shu)據嚴格(ge)按(an)照各種標準進行計(ji)(ji)(ji)量，搭建(jian)完整的(de)計(ji)(ji)(ji)量體系(xi)，用戶(hu)(hu)只需查(cha)找打印即可，極大的(de)方(fang)便了(le)操作，提高了(le)工(gong)作效(xiao)率(lv)。

       通訊網絡(luo)層包括通訊管理機(ji)、網絡(luo)交換機(ji)等設備。

2.3 主要設計(ji)參考標準

GBT 14598.300-2008 《微機變壓器保(bao)護裝置(zhi)通用(yong)技術要求(qiu)》

DL/T 5430-2009   《無人值班變電(dian)站遠方監控中心設(she)計技術規程》

GB/T 50063-2008  《電(dian)力裝(zhuang)置的電(dian)測(ce)量儀表裝(zhuang)置設計規范》

《國(guo)家電網公司十八(ba)項電網重(zhong)大反(fan)事故(gu)措施》

DL 448-91    《電能計量裝置管理規程》

ISO/IEC11801    《國際綜合布線標準》

2.4 電力監(jian)控系統軟件功能設計

       系統依據客戶實際需求進行設計，并實現了一次主接線(xian)圖界面顯示；電(dian)參量遙測(ce)及(ji)電(dian)參量越限(xian)報(bao)警；事件記(ji)(ji)錄(lu)；系統運行異常(chang)監測(ce)；故障報(bao)警及(ji)操作記(ji)(ji)錄(lu)；電(dian)能(neng)報(bao)表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲(qu)線(xian)，用戶權限(xian)管(guan)理等(deng)主要功能(neng)。

      數據采集(ji)與管理

      數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集與處理是供配電(dian)(dian)系統(tong)安全監(jian)視和(he)(he)(he)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)基礎，監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)能實時(shi)和(he)(he)(he)定時(shi)采(cai)集電(dian)(dian)氣設備的(de)模擬量（電(dian)(dian)流、電(dian)(dian)壓、功率(lv)、電(dian)(dian)度、頻率(lv)、油溫等）和(he)(he)(he)開關(guan)量（斷路(lu)器及隔離開關(guan)位置(zhi)信(xin)號(hao)、雙電(dian)(dian)源切換裝(zhuang)置(zhi)、設備運行狀態信(xin)號(hao)、以及各種事件信(xin)息等）。 監(jian)控(kong)(kong)系統(tong)軟件可以通過網絡直接讀取各配電(dian)(dian)所電(dian)(dian)力參數(shu)(shu)測量儀、電(dian)(dian)能質量監(jian)測裝(zhuang)置(zhi)和(he)(he)(he)三方設備采(cai)集的(de)數(shu)(shu)據(ju)，并可以對采(cai)集的(de)所有數(shu)(shu)據(ju)進行顯(xian)示(shi)、統(tong)計、分析(xi)、計算和(he)(he)(he)存儲。 實時(shi)計算各線路(lu)的(de)功率(lv)因(yin)數(shu)(shu)。

       實時計算各線路的有功(gong)(gong)、無功(gong)(gong)功(gong)(gong)率值(zhi)。

      實時(shi)計算(suan)每日、每月各條線路的有功(gong)，無功(gong)大、小(xiao)及平均(jun)值。

      實(shi)時顯示、統計(ji)各回路各時段的(de)電(dian)度(du)值。實(shi)時顯示、統計(ji)各回路每日、每月、每年的(de)有功電(dian)度(du)總(zong)值和無功電(dian)度(du)總(zong)值

      實時顯示電(dian)容(rong)的投切狀態(tai)以及手動/自動狀態(tai)。

      數據(ju)采(cai)集周期(qi)、方式(shi)、參(can)數等可(ke)由用戶在(zai)線定(ding)義，狀態量的(de)變化優先傳送。

信(xin)息處理(li)

      對信號采集(ji)系統(tong)所采集(ji)實時數據(ju)(ju)進(jin)(jin)行統(tong)計、分析(xi)、計算，將數據(ju)(ju)進(jin)(jin)行定(ding)時存儲。對同用(yong)電(dian)(dian)單位(wei)不同時期、不同用(yong)電(dian)(dian)單位(wei)同一時期用(yong)電(dian)(dian)量進(jin)(jin)行統(tong)計；作(zuo)為電(dian)(dian)費的管理平臺(tai)，與實際(ji)發(fa)(fa)生(sheng)電(dian)(dian)費進(jin)(jin)行比較；根據(ju)(ju)柴油發(fa)(fa)電(dian)(dian)機發(fa)(fa)電(dian)(dian)量，對消耗(hao)燃(ran)油進(jin)(jin)行估(gu)算。

      能報表(biao)實(shi)現了實(shi)現了所(suo)有電能數據的按時間查詢，分(fen)為分(fen)鐘、小時、日、月(yue)年等多種類型(xing)；

      電能匯總(zong)表，所有監控設備電能匯總(zong)，按時間(jian)段(duan)查詢，自(zi)動計(ji)算任意時段(duan)用電量(liang)；

      打(da)印(yin)及導(dao)出(chu)，所有報(bao)表及界面均(jun)可打(da)印(yin)，或以(yi)EXCEL、WORD格式導(dao)出(chu)；

畫面顯示(shi)

       22寸(cun)彩色液晶顯示(shi)作(zuo)為人(ren)機交互界面(mian)，實時(shi)(shi)顯示(shi)配電(dian)系統各(ge)種信(xin)息畫面(mian)，包(bao)括各(ge)斷路器當前狀態、各(ge)回路當前電(dian)壓、電(dian)流、功率等測量值的實時(shi)(shi)信(xin)息。聲光(guang)提示(shi)報警信(xin)息、保(bao)護(hu)設備動作(zuo)及復位信(xin)息。

       對任(ren)何測量(liang)參數繪制趨(qu)勢(shi)(shi)圖：如電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)(dian)能等。通過用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)曲線圖可以顯示需量(liang)的峰值情(qing)況，發現危險地負荷(he)趨(qu)勢(shi)(shi)或系統的剩余容量(liang)。可以將不同時(shi)間段的負荷(he)曲線進行匯(hui)總或比較，追(zhui)蹤每(mei)個(ge)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)單(dan)位每(mei)個(ge)回(hui)路(lu)所需消耗(hao)的電(dian)(dian)(dian)(dian)力成本(ben)。

告警與控(kong)制

        當出(chu)(chu)現開關(guan)(guan)(guan)變位(wei)(wei)事故(gu)、遙測越(yue)限、保護動(dong)作或其他報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)信(xin)號時(shi)(shi)，系統(tong)發出(chu)(chu)音響提(ti)示(shi)(shi)(shi)，并自動(dong)彈(dan)出(chu)(chu)報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)畫(hua)面(mian)，報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)需操(cao)作員(yuan)確(que)認后方(fang)可復位(wei)(wei)，報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)系統(tong)記錄(lu)入監控數(shu)據(ju)庫。 當發生(sheng)開關(guan)(guan)(guan)變位(wei)(wei)時(shi)(shi)，自動(dong)推出(chu)(chu)時(shi)(shi)間報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)窗和(he)故(gu)障相關(guan)(guan)(guan)畫(hua)面(mian)，畫(hua)面(mian)中變位(wei)(wei)開關(guan)(guan)(guan)閃爍，變色提(ti)示(shi)(shi)(shi)并在報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)框內有漢字提(ti)示(shi)(shi)(shi)的(de)報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)語(yu)句及當前的(de)變位(wei)(wei)狀(zhuang)態，并指明變位(wei)(wei)開關(guan)(guan)(guan)名稱，運行編號和(he)性質（正常操(cao)作或事故(gu)跳閘(zha)）。 當發生(sheng)電流/電壓越(yue)*，畫(hua)面(mian)閃爍提(ti)示(shi)(shi)(shi)，并在報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)提(ti)示(shi)(shi)(shi)框里顯示(shi)(shi)(shi)當前越(yue)限值(zhi)。 監控系統(tong)自動(dong)存儲歷(li)史數(shu)據(ju)和(he)歷(li)史事件，用戶可以(yi)按(an)照(zhao)設(she)備，數(shu)據(ju)類型(xing)，時(shi)(shi)間段等等項目自定義查詢(xun)。 除計算機報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)外，系統(tong)還設(she)有專門的(de)聲光報(bao)(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)(jing)器，以(yi)提(ti)醒值(zhi)班人(ren)員(yuan)。

3、供配電設(she)計中應用電能管理系統的(de)意義

        綜上所(suo)述，通過(guo)電力(li)監(jian)控系(xi)統可(ke)(ke)以幫助機場(chang)雷達站提高用(yong)電安(an)全(quan)系(xi)數(shu)(shu)、減少損失(shi)、降低運營(ying)(ying)成(cheng)本(ben)，并能夠有效(xiao)確保電網管(guan)理效(xiao)率(lv)、縮小電力(li)運營(ying)(ying)成(cheng)本(ben)，也成(cheng)為(wei)供配電設(she)計(ji)中*的(de)(de)(de)重要組(zu)成(cheng)部分。電力(li)系(xi)統的(de)(de)(de)通信、故障報警、數(shu)(shu)據存(cun)儲記錄等功能使得工作(zuo)(zuo)人員在(zai)實際工作(zuo)(zuo)中更加方便，可(ke)(ke)以通過(guo)人機操(cao)作(zuo)(zuo)界面, 直接了解到電力(li)系(xi)統的(de)(de)(de)運行(xing)狀態,并能迅速(su)傳(chuan)遞(di)(di)出操(cao)作(zuo)(zuo)指令，由于(yu)監(jian)控設(she)備對(dui)數(shu)(shu)據的(de)(de)(de)傳(chuan)遞(di)(di)都是通過(guo)網絡傳(chuan)輸(shu)來實現(xian)，因此，不同的(de)(de)(de)電力(li)監(jian)控系(xi)統可(ke)(ke)以設(she)計(ji)不同的(de)(de)(de)組(zu)網方式,確保數(shu)(shu)據信息(xi)能夠迅速(su)、精準的(de)(de)(de)進行(xing)傳(chuan)輸(shu)。

作者簡介(jie)：

簡(jian)婷  女   本科 安科瑞電(dian)氣股份(fen)有限公司，主(zhu)要研究方(fang)向為智能電(dian)網供配(pei)電(dian)。