電力監控系統在供配電設計中的應用

姜芊宇

摘要：電力監控系統在供配電設計中用途很大，只需要少量投資，就能夠提高供配電系統的安全性、可靠性，并提高其自動化水平。電力監控系統可以減少人力投入，可以迅速發現故障、及時切除與恢復，優化了用電管理。確保電力使用安全可靠、經濟、潔凈。本文將從分析電力監控系統特點出發，分析在供配電設計中如何應用電力監控系統。

關鍵詞：電力監控系統；供配電設計；應用

國內經濟發展加速，電力需求量不斷上漲，當下供配電設計則面臨著發展的新挑戰與機遇。當下社會需要供電單位與用戶提高效率、降低運營成本以及減少損失，電力監控系統作為供配電設計當中重要的組成部分。可以實現電網管理高效化、節約電力運營的成本。國內科技與生產力不斷提升，為了不斷優化供配電設計，應該重視電力監控系統的開發研究，不斷創新，使得電力監控系統充分發揮重要作用。

一、電力監控系統定義與特點

電力監控系統需要計算機、通訊設備以及測控單元作為基本的工具，有效幫助變配電系統采集實時數據，檢測開關狀態以及實現遠程控制，可以與檢測、控制設備形成任意復雜監控系統，在變配電監控過程中發揮重要作用。降低了企業運作成本，及時發現并恢復故障，提高生產效率，提高安全性。除此之外，將其與互聯網技術的結合使用，可以讓相關工作人員及時接收到信息，可以減少值班人員的數量，提高工作效率。

電力監控系統的軟件模塊化，硬件同時實現模塊化與智能化，采用工業標準來完成軟、硬件的設計，大大提高了可靠性。電力監控系統主要特點概括如下：其一，整個系統的ICU與RTU都是由16位的微機組成，這種集散型的監控系統，通常速度較快、實時且同機種通訊比較穩定可靠。其二， ICU自帶CPU，采集的周期較短、實時、系統冗余度較高、通訊幀數少，避免出現大量通訊誤碼。其三，各系統具有獨立性，工作中不會相互干擾，實現了控制的硬件系統模塊化，如果采用總線方式還能夠節省纜線與工程的費用。最后，子系統逐漸實現模塊化，大大提高了整體系統的安全性與可靠性。

二、電力監控系統功能分析

（一）數據采集與處理功能。在數據采集方面主要包括開關量、模擬量采集和電能計量采集三個方面。這其中，隔離開關狀態、運行報警信號、斷路器狀態以及斷電保護動作等信號信息，都是電力監控系統需要采集的數據信息；而供配電的電壓、電流以及功率、頻率等信息數據的采集，都是電力監控系統采集的模擬量；同時，利用機械式的電能表對無功電能以及有功電能的信息采集，就是電能計量，另一方面，對信息數據的記錄與存儲、分析，有助于電力監控系統及時有效的采取處理措施，在方便用戶查詢數據信息的同時，還能有效快捷的解決供配電過程中出現的突發狀況。

（二）記錄功能。記錄功能包括時間順序的記錄和故障記錄兩方面。其中，時間順序記錄模式，可以有效的記錄供配電各個程序中的數據輸出和輸入信息狀態，當然這需要監控系統的采集數據庫有足夠大的內存空間，當遠方集中控制主站或后臺監控系統通信中斷時，還能確保事件信息、數據不會丟失；故障記錄是指對故障動作前后，對與故障相關的電壓和電流量等信息數據的記錄，這種信息的記錄，省去了費力去查找故障點的時間，同時，根據保存的數據，還能有效的采取應對措施。

（三）監視功能。監視功能包括對電能質量的監視以及安全監視。電能質量問題主要包括電力設備故障、頻率的動態擾動和靜態偏差以及人為對電流、電壓的誤操作行為；安全監視指的是在電力監控系統在運行的過程中，對采集的電壓、電流等模擬量，以及自控裝置的運行狀況，進行不間斷的監視，以便在發生供配電故障時，能及時發出報警信號。

（四）遠程操作功能。在允許電動操作的前提下，操作人員可利用計算機對隔離開關和斷路器進行分、合閘操作。比如說在供電過程中，操作斷路器時，可遠程控制自動重合閘；根據采集到的實時的信息，還可以實現自動隔離開關與斷路器間的閉鎖操作。這種監控功能，可以通過對采集數據的分析，在故障發生之前，為操作人員提供足夠的思考應對措施的時間。

三、電子監控系統在供配電設計中的應用

（一）系統拓撲結構方面。首先，現場層的主要目的就是對運行中的配電系統各類運行參數做好測量與采集，同時將獲取的數據信息傳輸到監控系統。選擇適用的設備在現場電纜分接箱內裝設。并且各類設備應該在不依賴于主控計算機運行情況下，可以保持互相獨立來完成各自功能。所以，可以通過現場總線將各項檢測數據及時傳送到中間層來完成數據處理，且通過電力監控系統來完成相應操作。

其次就是主控層，一般狀況下，電力監控系統主控層往往處于中控室或者是值班室，同時還需要配備計算機、打印機等高性能設備。所以，在主控計算機上安裝相關的電力監控軟件，同時根據安裝軟件實行人機界面與各種管理功能，從而實時對整個箱式配電系統進行監控。

（二）網絡方案的設計。因為電力監控系統基本都依賴于現場的總線技術，同時對電網完成逐一控制管理的。在實際運行過程中，也可以將其掛接到總線上，使用智能設備連接形成網絡系統。如此，簡單方便的組網方案不僅成本較低，還可以有效解決傳輸現場的只能健康設備所獲取的數據信息。進而可以準確及時傳達相關操作命令，確保有效實現電力系統的監控功能。

1、針對分散型的大系統，因為電力監控系統現場的智能監控設備很多，往往分布較散。在進行設計時，應該首先將現場總線上都接入現場智能監控設備，再將監控系統各條總線分別接入網關來完成設計。

2、針對較為集中的小系統，與那些設計分散的大系統的配置方式不同，由于它的現場智能監控設備比較少但是分布集中，這樣就決定了在設計小系統時應該將全部智能設備連接于一條總線上，再通過接口轉換器直接與監控主機進行數據交換。

3、針對有多個子變電站的大型系統，因為電力監控系統相對較復雜，所以，在對其進行設計時，應該注重提高系統的穩定性。因此，可以在每個子站都配置一臺監控主機，保證供配電系統中各項信號數據都完整。同時，該主機還對現場智能監控設備進行管理維護以及對站內的數據進行運算處理，此時只需將一些必要的信息發送給遠方的監控中心主機，監控中心主機再根據反饋的信息進行相應的授權操作，這樣，將會大大提高了電力監控系統效率和可靠性，并提供配電設計的質量。

四、結語

因為現場監控設備所采集數據與監控機下達命令都需要網絡來進行傳輸的。所以，應該按照不同系統，設計適用的組網方式，確保數據可以準確、快速傳輸。設計過程中，需要按照企業需求以及負荷情況綜合考慮，選擇最合理的智能監控設備。監控組態軟件中應該包括通信、繪圖、編輯、報警、實時以及身份校驗等功能。確保系統操作人員可以在使用基于組態軟件開發出來的人機界面，更方便直觀地掌握電網運行狀態，同時可以及時準確地下達操作命令。

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