摘要：計算機技術(shù)水平的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)在當前越發(fā)成熟，配電系統用電技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中不斷的呈現出網(wǎng)絡(luò )化與智能化的特點(diǎn)。當前很大一部分工業(yè)企業(yè)在電力監管方面的技術(shù)較為落后，在一些必要的智能監控裝置配置上也存在不足，由此便造成了配電系統中負荷分配出現一些不合理的現象，在對用電計量進(jìn)行統計的過(guò)程中準確性不足，這些問(wèn)題的出現在很大程度上影響了用電過(guò)程中的安全性并導致了電能浪費。
關(guān)鍵詞：智能電力監控系統；工業(yè)企業(yè)；應用
1.工業(yè)企業(yè)配電系統的狀況
在當前我國的大型工業(yè)企業(yè)配電系統用電的規模相對較大，而且用電的地點(diǎn)較為分散，用電的負載情況也復雜.鍋爐注汽企業(yè)屬于工業(yè)企業(yè)的用電大戶(hù)之一，其配電系統具有較高的復雜性，而且單臺設備裝機的容量也相對較大，在這種情況下就需要供電具有較高的可靠性，而這也是大型工業(yè)企業(yè)配電系統之中的一個(gè)典型的代表。本文就這種主要是對智能電力監控系統的應用加以研究。
1.1主要特點(diǎn)
在鍋爐注汽企業(yè)之中的配電系統主要包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1）用電負載的情況相對比較復雜,用電設備的種類(lèi)具有多樣性特點(diǎn)，設備主要包括一些有電加熱的設備、負責提供壓縮空氣的設備、給水的設備、用來(lái)測試性能的設備以及一些通用的設備等；
2）單臺設備的裝機容量相對較大，整個(gè)連續用電的周期相對較長(cháng)，而考慮到企業(yè)在鍋爐運行方面的成本相對較高，基于這種情況就需要供電具有較高的可靠性；
3）在對設備電源進(jìn)行控制的過(guò)程中一般都是采用變頻電源，由此便在很大程度上影響了電能的質(zhì)量，嚴重的情況下可能影響到設備的正常運轉。保障電力運行過(guò)程中的安全性以及使配電系統運行過(guò)程中的經(jīng)濟性得以實(shí)現，對于企業(yè)運行過(guò)程中的經(jīng)濟性和安全性以及可靠性有著(zhù)重要的意義。
1.2存在的問(wèn)題
在當前大多數鍋爐企業(yè)的配電系統中二次設備配置大 都比較落后，而且缺少足夠的運行維護人員，整個(gè)管理模式較為簡(jiǎn)單和粗放，并且其中還存有一定的隨意性問(wèn)題，基于這種情況就使管理過(guò)程中出現了一定程度的問(wèn)題。
1）對能源進(jìn)行計量所使用的手段相對原始，而且電力負荷的實(shí)際情況不夠清晰,在對能源進(jìn)行計量的過(guò)程中主要采用的是人工抄表的方法，由此便影響到了系統負荷情況難以實(shí)時(shí)和準確的反映出來(lái)，更難做到應用電力負荷調控的方法 來(lái)使電力系統運行過(guò)程中的經(jīng)濟性與安全性。針對一些大型 的用電設備搬遷與增容的項目由于系統運行過(guò)程中缺乏足夠的數據支撐，并且企業(yè)很難結合實(shí)際情況制定出較為合理的配點(diǎn)方案，甚至也會(huì )造成變壓器和局部回路發(fā)生過(guò)載的情況。另外，由于在對各個(gè)用電單元的用電量進(jìn)行統計的過(guò)程中準確性不足，在很大程度上影響到了電量化考核等相關(guān)的節電管理工作的開(kāi)展。
2）電能質(zhì)量所具有的不可控性與不可測性問(wèn)題。由于在大型工業(yè)企業(yè)符合具有一定的特殊性特點(diǎn)，而且在其正常運轉的過(guò)程中電能質(zhì)量方面的問(wèn)題開(kāi)始逐漸凸顯出來(lái)，現有的配電系統并不能對電能的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)和有效的監測，并且 在很大程度上影響到了電能質(zhì)量造成的安全隱患被發(fā)現出來(lái)的及時(shí)性，進(jìn)而便會(huì )在很大程度上影響到電能質(zhì)量相應工作的改善與開(kāi)展。
3）難以實(shí)現對故障的及時(shí)預警以及對相關(guān)事故進(jìn)行排查。在當前企業(yè)之中大都只能采用一些人工的管理手段，這種方法很難實(shí)現對電力系統運行過(guò)程中的實(shí)時(shí)監控,不能實(shí)現對電氣安全隱患的排查，也很難實(shí)現對于故障的預警。一旦有電氣事故發(fā)生的話(huà)由于事故情況記錄數據的不足有可能造成事故原因排査過(guò)程中出現困難。
為了研究如何解決企業(yè)配電系統管理過(guò)程中所岀現的 這些問(wèn)題，而通過(guò)對信息化管理手段進(jìn)行引入，而這 也成為了企業(yè)配電管理工作發(fā)展的一個(gè)方向。
2.智能電力監控系統功能與結構的介紹
2.1系統拓撲結構
我們可以結合智能電力監控系統的結構差異將其具體的分為3個(gè)層面：網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)測控層以及監控管理層。
現場(chǎng)測控層的主要功能是通過(guò)對現場(chǎng)測控單元進(jìn)行利用來(lái)實(shí)現對變配電站之中所有回路產(chǎn)生的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集與分析?，F場(chǎng)測控單元之中主要包含了微機綜合保護、變壓器溫控箱和直流監測單元以及智能網(wǎng)絡(luò )儀表等?，F場(chǎng)測控層能夠對電力參數進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量，其中主要包括三相電壓、功率、電流、電度、功率因素以及諧波含量等。其也具有對饋線(xiàn)回路斷路器狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測團，主要是通過(guò)微機綜保來(lái)對相關(guān)的故障信息進(jìn)行獲取，并且能夠通過(guò)對變壓器溫控儀進(jìn)行利用來(lái)對變壓器的狀態(tài)信息進(jìn)行獲取。
網(wǎng)絡(luò )通訊層屬于現場(chǎng)測控層設備以及監控管理層設備實(shí)現對通訊線(xiàn)路以及通訊設備數據交換的一個(gè)總稱(chēng),其屬于連接監控管理層與現場(chǎng)測控層的一個(gè)紐帶和橋梁。網(wǎng)絡(luò )通訊層主要包括了光電轉換器、路由使用的通訊電纜和光線(xiàn)以及光交換機等相關(guān)設備。
監控管理層的作用是對整個(gè)系統進(jìn)行調度。其主要設備包括顯示器、監控主機、打印機、電力監控軟件以及UPS電源等設備。監控管理層的核心部分是負責對電力進(jìn)行監控的軟 件，通過(guò)軟件的各種管理功能以及人機界面，能夠對電力系統進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控。
2.2系統功能介紹
智能電力監控系統的應用可以對變配電站的運行情況 進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的反映，對于各種模擬量的數值以及開(kāi)關(guān)的狀態(tài)量進(jìn)行監測和記錄，并且對變配電站運行過(guò)程中的歷史數據進(jìn)行自動(dòng)的記錄，方便運維人員對信息進(jìn)行查詢(xún)和分析，并且可以使他們處理報表的工作變得便捷。
1）數據采集和處理的功能。電力供配電系統之中數據的采集和處理是安全監控得以實(shí)現的基礎，通過(guò)對智能電力監控系統進(jìn)行控制能夠實(shí)現對現場(chǎng)設備開(kāi)關(guān)量和模擬量的實(shí) 時(shí)采集，所采集到的數據可以經(jīng)過(guò)處理之后生成一些較為直觀(guān)的數據，或者直接的在監控主機的屏幕之上顯示出來(lái)。并且系統可以實(shí)現對一些重要信息的存儲。
2）實(shí)時(shí)數據與實(shí)時(shí)曲線(xiàn)。實(shí)時(shí)數據所包含的主要是實(shí)時(shí)遙信與遙測值，對于所選單元遙信量的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)遙信的反映，并且可以對所有遙測量的當前值進(jìn)行實(shí)時(shí)遙控反映。
3）歷史數據庫。對于各種事件的記錄以及遙測和遙信的數據能夠記錄和保存，并且參照歷史數據庫能夠對各種數據進(jìn)行有效的分析?？梢詫Σ煌瑫r(shí)段的設備提供電力運行曲線(xiàn)，其主要是用在對設備運行狀況的分析。
4）報警功能。對于一些開(kāi)關(guān)的變位信息智能電力監控系統可以自動(dòng)生成警報，釆用的告警形式是音響以及圖形彈出窗口。系統所有發(fā)生的報警都會(huì )在歷史數據庫中被記錄出來(lái)，由此可以使相關(guān)的人員有據可査，并且為他們分析和處理故障提供有效的數據支撐。
5）操作權限的設定。結合配電室之中工作人員職責與工作范圍的差異性給予他們相應的權限，避免一些不同級別的人員發(fā)生越權操作的問(wèn)題。并且，系統可以對一些事故處理者的權限密碼進(jìn)行記錄，通過(guò)這樣能使査詢(xún)工作變得更加方便。
3.安科瑞電力監控系統產(chǎn)品介紹與選型
3.1概述
Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣股份有限公司根據電力系統自動(dòng)化及無(wú)人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監控管理系統。該系
統是應用電力自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護、監測、控制、通信等多功能于一體的開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò )化、單元化、組態(tài)化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農網(wǎng)變電站和用戶(hù) 變電站，可實(shí)現對變電站方位的控制和管理，滿(mǎn)足變電站無(wú)人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經(jīng)濟運行提供了堅實(shí)的保障
3.2應用場(chǎng)所
(1) 辦公建筑（商務(wù)辦公、國家機關(guān)辦公建筑等）
(2) 商業(yè)建筑（商場(chǎng)、金融機構建筑等）
(3) 旅游建筑（賓館飯店、娛樂(lè )場(chǎng)所等）
(4) 科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑、會(huì )展中心等）
(5) 通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）
(6) 交通運輸建筑（機場(chǎng)、車(chē)站、碼頭建筑等）
(7) 廠(chǎng)礦企業(yè)建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
(8) 新能源建筑（光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等）
3.3系統結構
Acrel-2000Z電力監控系統釆用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通信層和現場(chǎng)設備層，組網(wǎng)方式可為標 準網(wǎng)絡(luò )結構、光纖星型網(wǎng)絡(luò )結構、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )結構，根據用戶(hù)用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。
3.4設備選型
應用場(chǎng)合 | 型號 | 保護功能 |
35kV進(jìn)/饋線(xiàn) | AM6-F | 三段式（帶方向、復合龜壓閉鎖）過(guò)流保護、小電流接地選型保護、三相一次重合閘、低頻減載 |
35kV電機 （2000kW以上） | AM6-MD | 電機差動(dòng)保護、電機綜合保護 |
35kV PT監測 | AM6-U | PT監測 |
35kVr用變 | AM6-TR | 三段式過(guò)流、過(guò)負荷保護、變壓器非電量保護 |
10kV/6kV進(jìn)饋線(xiàn) | AM5-F | 三段式過(guò)流/零序過(guò)流、過(guò)負荷保護（告警/跳閘）、 PT斷線(xiàn)告警、三相一次重合閘、低頻減栽、后加速過(guò)流、逆功率保護 |
10kV/6kV廠(chǎng)用變 | AM5-T | 三段式過(guò)流/零序過(guò)流、過(guò)負荷保護（吿警償閘）、 控故障告警、PT斷線(xiàn)告警、非電參量保護 |
10kV/6kV異步電機 | AM5-M | 兩段式過(guò)流/零序過(guò)流/負序過(guò)流保護、過(guò)負荷保護 （告警演制）、低電壓保護、PT斷線(xiàn)告警、堵轉例護、啟動(dòng)超時(shí)、熱過(guò)載保護 |
10kV/6kV電容器 | AM5-C | 兩段式過(guò)流/零序過(guò)流保護、過(guò)負荷保護（告警演閘）、PT斷線(xiàn)告警、過(guò)電壓/欠電壓跳閘、不平衡 電壓/電流保護； |
10kV/6kV 母聯(lián) | AM5-B | 進(jìn)線(xiàn)備投/母聯(lián)備投、兩段式過(guò)流保護、PT斷線(xiàn)告警； |
10KV/6RV PT 監測 | AM5-U | 低電壓警吿、PT斷線(xiàn)吿警、過(guò)龜壓吿警、零序過(guò)壓吿警； |
10kV/6kV PT | AM5-BL | 單母線(xiàn)分段系統的PT二次并列/解列控制 |
環(huán)網(wǎng)柜 | AM3 AM2 | 三段式定時(shí)限過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、零序過(guò)流保護、零序過(guò)壓保護、非電量保 護、低電壓保護、過(guò)電壓保護、過(guò)負荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
3 ~ 35kV 開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)指示儀 | ASD100L | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖 |
3 ~ 35kV 開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)指示儀 | ASD100G | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自檢、自動(dòng) 溫濕度控制及顯示（帶強制加熱）、加熱回路故障告警 |
3 ~ 35kV 智能操顯裝置 | ASD200 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語(yǔ)音 防誤提示、語(yǔ)音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控裝置 | ASD300 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方僦地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語(yǔ)音 防誤提示、語(yǔ)音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、全電參量測量、柜內電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫、RS485通信 |
3 ~ 35kV 智能操控無(wú)線(xiàn) 測溫一體化裝置 | ASD320 | 一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動(dòng)溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語(yǔ)音 防誤提示、語(yǔ)音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、柜內電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn) 測溫、RS485通信 |
0.4kV-35kV 斷路器觸頭、銅排、 電纜接頭無(wú)線(xiàn)測溫傳感器 | ATE100 ATE200 | 表帶式固定，電池供電，電池壽命不小于5年，測溫范圍-40^-125^,采集周期25s,發(fā)射周期4min,測量精度±2P,傳輸距離空曠10米 |
ATE300 | 扎帶捆綁固定，CT感應取電，啟動(dòng)電流5A,測溫范圍采集周期15s, 發(fā)射周期15s,測量精度±2P,傳輸距萬(wàn)空曠100米 | |
3 ~ 35kV 無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器 | ATC200 | 導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收12個(gè)ATE200 （ ATE100 ）數據，帶RS485 通信接口可將數據上傳到監控中心 |
無(wú)線(xiàn)測溫收發(fā)器 | ATC400 | 導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收240個(gè)ATE300數據，帶RS485通信接 口可將數據上傳到監控中心 |
無(wú)線(xiàn)測溫裝置 | ARTM-Pn | 嵌入式安裝，工作電源AC/DC 1100/220V,可與ATE100. ATE200、ATE30。配合 使用，安裝在高壓柜、低壓柜內測量多18點(diǎn)溫度；兩路無(wú)源溫度告警輸出；一路 RS485通信接口可將數據上傳到監控中心 |
無(wú)線(xiàn)測溫集中釆集觸摸屏 | ARTM-7062HT-（HI) | 嵌入式安裝，工作電源DC 24V,可與ATE100、ATE200. ATE300傳感器配合使用 ,安裝在高壓柜、低壓柜內測量多240點(diǎn)溫度；一路RS485通信接口可將數據上 傳到監控中心 |
電參量測量 | AEM96 | 三相所有電力參數測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、大需 量、歷史電能統計、開(kāi)關(guān)量事件記錄、歷史記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開(kāi)關(guān)量、報警輸RS485 （MODBUS 或 DL/T645-2007協(xié)議）量測量 |
電力監控系統
| Acrel-2000Z
| 可建立配電網(wǎng)絡(luò )一次系統圖，模擬配電網(wǎng)絡(luò )運行，實(shí)現無(wú)人值班模式；根據順序 事件記錄、波形記錄、故障錄波，協(xié)助運維人員實(shí)現快速故障分析、定位和排除 問(wèn)題，盡量縮短停電時(shí)間；實(shí)時(shí)采集各回路、設備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動(dòng)等參數，對配電系統和用電設備進(jìn)行用能分析和能效管理。
|
4.結束語(yǔ)
本文主要是對鍋爐注汽行業(yè)電力管理過(guò)程中存在的相 關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析,并且對智能電力監控系統的功能以及拓撲結構加以介紹，并且對智能電力監控系統引入之后供電可靠 性提高的效果，符合分配的優(yōu)化情況以及維護人員工作效率的提高程度進(jìn)行一定的描述，希望由此可以使配電系統管理過(guò)程中的問(wèn)題得到一定的解決以及對用電管理的水平加以提高。
參考文獻
