电力监控系统在供配电设计中的应用

尹雪松

【摘 要】电力智能监控系统是一种智能化、网络化、单元化、组态化的系统，以微机继电保护装置、智能配电仪表、智能电力监控装置、计算机及通信网络、电力监控系统软件为基础，把供配电系统的运行设备和运行状况置于毫秒级连续精确的监视保护中，提供变、配电系统详尽的数据采集、运行监视、事故预警、事故记录和分析、电能质量监视和控制、自动控制、继电保护等功能。本文在介绍电力监控系统特点的基础上，分析了供配电设计中电力监控系统的应用。

【关键词】供配电设计；电力监控系统；应用

随着社会经济的飞速发展，对供配电设计的要求也越来越高。为了降低供配电的运营成本、提高工作效率，已经逐渐将电力监控系统应用到供配电设计中。研究发现，采用合理科学的电力监控系统措施，不仅可减少电力运营的成本，而且还可以确保电网管理的效率。为尽可能的满足企业之间的运作需求，减少不必要的人力物力损失、提高各个领域的效率，供电企业对电力系统的运行和管理需要越来越谨慎和严格，电力监控系统也逐渐成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。

一、电力监控系统概述

电力监控系统主要是由计算机、通讯设备和测控单元三个部分组成，系统为供配电系统实时数据采集，检测开关状态，同时，还可以对用户提供远程控制，它可以检测和控制设备，将复杂的供配电工作变得简单、可操作性强。电力监控系统主要采用智能化的电网，当供电系统设备运行时，不仅可直接通过工作指令来实现，还可由配电网络在自我诊断后，再根据电网能力，发出设备运行指令，从而提高效率，以降低供配电运行成本。

电力监控系统的数据采集功能主要包括以下几个方面：①.模拟量的采集。②.开关量的采集。③.电能的计算。其中，模拟量的采集方式包括直流采集与交流采集两种，其主要是对线路电压、电流、功率、功率因数、频率等信息进行采集。而开关量的采集则主要是对断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的工作状态，以及断电保护、运行故障等报警信息进行采集。电能的计算即是对有功电能和无功电能进行计算。

电力监控系统的数据记录功能主要就是对断路器分合状态以及保护动作的前后顺序进行记录，它要求系统中必须有足够的内存空间，进而长时间的、大量的对数据信息进行记录和存储。其次，电力监控系统的数据记录功能也包括对故障信息的记录，即对故障发生时的实时电流、实时电压等数据进行记录存储。由此可见，数据记录功能可以通过对保护装置工作状态的记录，以及对故障信息的记录，准确的反映出系统中存在的问题，从而便于工作人员解决。

二、电力监控系统功能分析

1、数据采集与处理功能

在数据采集方面主要包括开关量、模拟量采集和电能计量采集三个方面。这其中，隔离开关状态、运行报警信号、断路器状态以及断电保护动作等信号信息，都是电力监控系统需要采集的数据信息；而供配电的电压、电流以及功率、频率等信息数据的采集，都是电力监控系统采集的模拟量；同时，利用机械式的电能表对无功电能以及有功电能的信息采集，就是电能计量，另一方面，对信息数据的记录与存储、分析，有助于电力监控系统及时有效的采取处理措施，在方便用户查询数据信息的同时，还能有效快捷的解决供配电过程中出现的突发状况。

2、监视功能

监视功能包括对电能质量的监视以及安全监视。电能质量问题主要包括电力设备故障、频率的动态扰动和静态偏差以及人为对电流、电压的误操作行为；安全监视指的是在电力监控系统在运行的过程中，对采集的电压、电流等模拟量，以及自控装置的运行状况，进行不间断的监视，以便在发生供配电故障时，能及时发出报警信号。

3、远程操作功能

在允许电动操作的前提下，操作人员可利用计算机对隔离开关和断路器进行分、合闸操作。比如说在供电过程中，操作断路器时，可远程控制自动重合闸；根据采集到的实时的信息，还可以实现自动隔离开关与断路器间的闭锁操作。这种监控功能，可以通过对采集数据的分析，在故障发生之前，为操作人员提供足够的思考应对措施的时间。

三、供配电设计中电力监控系统的应用

1、电力监控系统的设计方案应用

电力監控系统，将接在总线上的智能设备连接成为网络系统，并利用现场总线技术，来实现集中管理和分散控制。这种监控设计能有效的对供配电过程中以及现场智能监控设备所采集的数据，进行传输和储存，根据数据信息的采集和分析，还能准确、快速的传达操作命令，从而实现电力系统的监控和远程操作功能；

2、设备层智能化是指通过居民小区智能化传感器来对各种物理信息及参数进行搜集，并向特定电量信号进行转变，来供电网系统加以辨认。同时，进一步向数字信号转化来方便计算机的相关处理。执行器经历了通信线路的传输和交换，不仅可以完成中心计算机指令向电信号的转化，也可完成与命令相对应的动作。设备层中所应用的技术为分布式控制技术，在居民小区进行独立控制器的分别安装，所安装的控制器在维持自身工作独立性的同时，又同计算机和其他控制器间维持着相应的联系，而设备层智能化也正是通过这样既独立又彼此联系的控制器来实现的。

管理层是通过监控计算机实施人机交换，来实现对设备运行状况的实时检查。同时，还可通过对系统运行参数的修改，来对设备运行状态进行改变。管理层中所应用的技术为集成技术，其通过网络通信及计算机技术来将居民小区内配电设备能化子系统有效地融合在一起。利用信息共享与信息交换来协调各子系统间的运行状态。

3、系统拓扑结构

（1）现场层：在电力监控系统中，现场监控设备应该具备独立运行的功能，一旦网络传输出现故障，现场监控设备依旧能够保证采集到准确的数据。通过现场监控设备独立的完成数据的采集和传输，来执行监控主机所传达的操作指令，不仅可以动态实时显示各个供电子站的供配电工作状态，还可以及时的搜集故障信息。 该层的主要目的是对运行中配电系统的各种运行参数进行测量和采集，并将所得的数据信息传输给监控系统。其主要采用的设备是AHK-0。正泰智能断路器、66系列电流互感器以及ACR220EK网络电力仪表，并将其装设在现场的电缆分接箱内。同时，各种设备都必须在不依赖主控计算机运行的情况下也保持相互独立地完成各自的功能，因此，可以由现场总线把各项检测的信号数据实时传输到中间层的数据处理单元，并通过电力监控系统及时进行相应的操作。

（2）主控层：通常情况下，电力监控系统的主控层是位于中控室或值班室，同时还需要配置打印机、计算机、UPS不间断电源等高性能的设备。因此，通过在主控计算机上安装Acrel-3000电力监控软件，并依靠所安装的软件进行人机界面和各种管理功能，进而实现对整个箱式配电系统的实时监控。

4、电力监控组态软件的应用

由于电力监控软件具备编辑、绘图，以及报警等功能，所以，可以利用监控软件，使操作人员更直观、方便的获取现场的实时信息数据，及时的传达控制命令。

结语：

作为供配电设计中的一项极为重要的部分，电力监控系统的主要作用是控制电力运营成本，维持电网管理效率。我们应加快对电力监控系统在供配电设计中的应用的研究，多发现，多实践，发扬创新精神，快速提高电力监控系统的效率、减低运营成本，使电力监控系统更好的发挥作用，更好的为社会服务。

参考文献：

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[3]周世明. 电力监控系统的设计及应用[J]. 中国新技术新产品， 2013，（23）