浅谈电力监控系统在供配电设计中的应用

黄元强

摘要：电力监控系统的应用能够系统、方便、实时地监控配电系统的运行状态，运行稳定、安全，极大的方便了管理员对用户用电便捷、准确化管理。本文分析了电力监控系统的基本功能，并概述了电力监控系统在供配电中的设计要点。

关键词：电力监控系统；供配电；设计

一、电力监控系统及其基本功能

电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，為变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统，在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度。

电力监控系统具有以下几个基本功能：

（1）数据采集。包括模拟量的采集、开关量的采集和电能计量。

（2）事件顺序记录。事件顺序记录包括断路器合闸/分闸记录和保护动作顺序记录。微机保护或监控系统采集环节必须有足够的内存，能够存放足够数量和足够长时间段的事件顺序记录，确保当后台监控系统或远方集中控制主战通信中断时，不丢失事件信息。

（3）故障记录。故障记录是记录继电保护动作前后与故障有关的电流量和母线电压等。记录时间一般考虑保护起动前2个电压周期和保护起动后10个电压周期以及保护动作和重合闸等全过程的情况。

（4）远程操作。操作人员可通过计算机对断路器和隔离开关（如果允许电动操作）进行分、合闸操作。为防止计算机系统故障时无法操作被控设备，在设计时应保留人工直接分、合闸手段。断路器操作应有闭锁功能。

（5）安全监视。监控系统在运行过程中，对采集的电流、电压等模拟量要不断进行越限监视，如发生越限，立刻发出报警信号，同时记录和显示越限时间和越限值。另外，还需监视保护装置及自控装置工作是否正常等。

（6）数据处理。数据处理包括对数据的分析及记录存储，方便用户查询，并能以报表的形式输出。

二、电力监控系统在供配电中的设计要点

（一）电力监控系统仪器的选择

1、电力监控仪表

电力监控系统宜选电力监控仪表，电力监控仪表是针对电力系统、工矿企业、公用设施、智能大型公共建筑的电力监控需求而设计的。它能高精度的测量所有常用的电力参数，如三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、四象限电能等，采用可视度高的LCD来显示仪表测量参数和电网系统的运行信息。电力监控仪表功能、型号繁多，价格也各不相同，因此，应合理选配，达到较佳的性价比。

2、电能管理软件选型

安科瑞Acrel-2000型电力监控软件是上海安科瑞电气股份有限公司总结多年的开发、实践经验和电力用户需求而设计开发的高产品。灵活的开发环境，降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，；强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；强大的ACTIVEX控件对象容器，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制。目前普遍应用与各类建筑电气工程中。

（二）电力监控系统的拓扑结构设计

建筑电力监控系统的拓扑结构多采用分布式结构，按功能或区域进行划分，模块化设计。整个系统一般分为三层，即主控层（站控管理层）、中间层（网络通讯层）和现场层（现场设备层）。

1、主控层

主控层位于中控室或值班室，一般配置高性能、高可靠性计算机、UPS不间断电源、打印机、报警装置等。电力监控软件安装在主控计算机上，通过软件的人机界面和各种管理功能实现对整个变配电系统的实时监控。

2、中间层

中间层位于现场层与主控层之间，主要完成现场层设备与主控计算机之间的网络通信联接、数据交换、通信协议转换和提高系统的实时性、兼容性和扩充性。可以通过以太网交换机方便地与其它系统进行连接和数据信息共享，对于大型的系统还可设置数据服务器和网关服务器与其它系统进行连接。

3、现场层

现场层主要任务是将现场的各种配电系统的运行参数进行采集和测量，并将采集和测量的各种数据传输给监控系统。其主要设备是：嵌入式电能仪表、导轨式电能仪表和能断路器及四遥单元等。这些装置或仪表依据一次设备的需要进行配置，并装设在现场的配电屏或开关柜上。上述设备均相互独立完成各自的功能，不依赖主控计算机运行，具备通信接口。通过现场的总线将检测到的各项电参数和状态信号实时传输到中间层。

（三）网络拓扑结构选型

在智能变配电系统设计时，需要准确判断网络拓扑结构，对网络设备正确选择。系统的可靠性、稳定性、实时性等方面的性能与网络拓扑结构有着密切的关系。

通过电力监控系统实现对建筑物配电系统的全面管理，并通过与楼宇自控系统的通讯，将电力监控纳入到整个智能建筑的综合管理中。不但极大的提高了智能建筑的管理效率与安全性，减少了故障损失，同时降低了园区管理运营成本，大大提高了园区管理的智能化水平。

参考文献：

[1]致程、周中编著.电力电测数字仪表原理与应用指南[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2]柯志敏，耿长青.组态软件在电力监控系统中应用[J].电力自动化设备，2007年10期.