電力監(jiān)控系統(tǒng)在科世達（長春）汽車電器有限公司新建工程中的應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：基于目前科學技術飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的運營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運營成本，本文通過科世達(長春)汽車電器有限公司10KV新建工程項目中的應用。

關鍵字：電力系統(tǒng)；數(shù)據采集；科世達 ；監(jiān)控系統(tǒng)

0.前言

    配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，電能質量，向用戶提供服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

    隨著電力網絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運行。本文通過對科世達(長春)汽車電器有限公司10KV新建工程項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的建設，介紹電力監(jiān)控系統(tǒng)在重工工廠中的應用。

1.項目概述及建設目標

    科世達（長春）汽車電器有限公司是于2011年創(chuàng)建的德國獨資公司，投資方為德國科世達公司。其總部在上海。德國科世達公司，創(chuàng)建于1912年，屬跨國公司，有16個子公司，主要提供汽車電器系統(tǒng)、工業(yè)電器系統(tǒng)、接插件和檢測設備的解決方案，主要客戶有奔馳、寶馬、大眾及通用汽車公司等，生產、開發(fā)實力。 貴州航空集團是中國骨干企業(yè)集團之一，所屬華陽電工廠有基礎，技工、開發(fā)水平在處于地位。上海安工經濟發(fā)展有限公司是當?shù)匾患矣胸S富經驗的投資公司。

    公司主要經營范圍是開發(fā)、制造、銷售汽車電器和電子產品。2005年公司全面使用了SAP系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了經營、開發(fā)、技術、質量、生產和物流等數(shù)據網絡的KOSTAL集團化共享，各項業(yè)務運作日益走向現(xiàn)代化、化。同時，公司通過了德國萊茵技術有限公司的ISO9001、QS9000、VDA6.1、ISO14001和TS16949體系認證。2003年-2012年公司連續(xù)十年被評為“安亭"企業(yè)，多次獲區(qū) 的綜合實力獎，獲技術企業(yè)認證，2006年被評為上海市技術中心，2008年被認定為上海市高新技術企業(yè)，多項產品技術獲國家。

2.電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計

    在監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力系統(tǒng)的實際結構、電力系統(tǒng)的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監(jiān)控設備，這既有利于減少系統(tǒng)運作的成本，同時也有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。

    本項目的電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對廠內低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示廠內各個配電回路的運作狀態(tài)，當廠內電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析廠內各部分的用電狀況，使廠內的用電活動更加安全，從而保證廠內人員的生命安全，提高商業(yè)人員的工作效率。  

2.1 系統(tǒng)結構 

    依據新建商場的配電情況分布情況，在線監(jiān)測系統(tǒng)建設采用分層分布式結構，系統(tǒng)包括：站控管理層、網絡通訊層、現(xiàn)場設備層。系統(tǒng)網絡結構如圖所示：

    站控管理層管理人員與計算機進行人機交互的直接窗口，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運行狀況，是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

    通訊層使用的設備為NPORT5410串口服務器。該層是數(shù)據信息交換的橋梁，負責對現(xiàn)場設備回送的數(shù)據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現(xiàn)場設備的各種控制命令。

    現(xiàn)場設備層主要是連接于網絡中用于電參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電系統(tǒng)必要的基本組成元素。現(xiàn)場配置ABB的微機保護、電能表，實現(xiàn)高、低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監(jiān)測、保護動作信息；并對每個回路斷路器分合閘狀態(tài)進行監(jiān)測。

2.2 網絡設計

    電力監(jiān)控系統(tǒng)中的網絡系統(tǒng)能夠及時的對數(shù)據進行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)各項功能的基礎。把現(xiàn)場每個設備就地與總線連接，之后在把各條總線全部接入通訊網關，來實現(xiàn)與主機的傳遞。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計

    系統(tǒng)依據客戶實際需求進行設計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

2.3.1數(shù)據的采集與處理

    數(shù)據采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的工作狀、保護動作信息，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠程數(shù)據的本地實時顯示。數(shù)據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據存入數(shù)據庫供用戶查詢。

2.3.2數(shù)據記錄

    電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統(tǒng)中有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數(shù)據信息進行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據進行記錄存儲。由此可見，數(shù)據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。

2.3.3電能管理

    為了實現(xiàn)對本廠內各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設計了電能管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢，可以幫助物業(yè)建立的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)約了能源消耗。

3.供配電設計中應用電力監(jiān)控系統(tǒng)的意義

    綜上所述，電力監(jiān)控系統(tǒng)幫助用電單位提率、減少損失、降低運營成本，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信、故障報警、數(shù)據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便，可以通過人機操作界面, 直接了解到電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監(jiān)控設備對數(shù)據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現(xiàn)，因此，不同的電力監(jiān)控系統(tǒng)可以設計不同的組網方式,確保數(shù)據信息能夠迅速、的進行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監(jiān)控系統(tǒng)，應該根據實際情況選擇監(jiān)控設備。一般的電力監(jiān)控系統(tǒng)通常都采用具有遠程通信、遠程觀測以及遠程控制等功能的設備，而一些電力監(jiān)控系統(tǒng)則需要選擇功能更加齊全的智能設備。

    在工業(yè)建筑等場所設置電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對廠內低壓配電回路的實時監(jiān)控，有利于電能管理。另一方面，電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠準確的表示出回路的用電狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠與計算機、串口服務器等設備進行組合，及時的顯示廠內各個配電回路的運作狀態(tài)，當廠內電力系統(tǒng)的負載越標時，電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠迅速報警，發(fā)出語音提示。另外，電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠生成報表、曲線圖等統(tǒng)計信息，便于有關人員分析廠內各部分的用電狀況，使廠內的用電活動更加安全，從而保證廠內人員的生命安全，提高工作人員的工作效率。

參考文獻

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風