淺談電力監控系統在智能建筑電氣節能中的應用
發布時間：2023-04-23瀏覽次數：822返回列表
易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：電力監控系統在智能建筑中被廣泛使用，其以及時、穩定、安全、便捷的優點提高了電能使用效率，節約了成本。借助電力監控系統能準確判斷故障發生原因和位置，為智能建筑的安全性和智能化發展提供了有力的支持
關鍵詞：電力監控系統；智能建筑；監控系統；電氣節能
0引言
智能建筑是運用計算機自動管控功能實現建筑物的信息、通信等自動化的建筑形式。電力監控系統在智能建筑中占有重要位置，為智能建筑提供安全可靠的配電系統，在電能使用、電能節約上起到非常大的作用。
1智能建筑中電力監控系統的結構
電力智能監控系統包括集中監控系統等模式。集中監控系統呈通信層、間隔層、站控層分層分布式結構，包括智能配電儀表、微機綜合保護、智能電子設備等裝置。所有設備利用通信協議通過屏蔽雙絞線對通信管理機進行管理，后臺與以太網連接運行，在HMI上看是控制畫面、實時運行狀態、控制和修改系統配置。
通信層主要是采集和測量配電系統的運行參數，然后將數據傳輸給監控系統。使用到的設備包括多功能繼電保護裝置、智能型網絡多參數測控儀表等。通過配置這些裝置和設備，可以不依賴主控計算機而運行。
間隔層的主要功能是要完成與主控計算機之間的通信聯接、數據交換和通信協議轉換等，實現系統的兼容性和擴充性。通過以太網交換機、數據服務器和網關服務器與系統進行連接和數據共享。
站控層位于中控室或者值班室，配備高性能的計算機、不間斷電源、報警裝置等。主控計算機內安裝有電力監控軟件，實現人機界面和管理功能。
2智能建筑中電力監控系統的特點
智能建筑中電力監控系統的特點有：①通過電力智能監控系統，技術人員可以實時掌控電流等狀態，及時、準確地掌握現場信息、模板等設備運行情況。對故障進行準確的排查和處理，并根據故障和設備的使用情況合理安排維護工作。②電力智能監控系統可以降低能源成本，檢測用電異常時的基準、用電量、負載，在各區域之間制訂簡單的用電負荷，檢查出因電能質量問題造成的損耗。③電力智能監控系統能夠評估出電網、變壓器、配電盤、配電柜等的設置是否合理，并根據評估結果反映出電力資源的質量和運行情況，方便業主根據電力資源的使用和運行制訂相應的決策。④電力智能監控系統可以通過保養手段延長電氣設備的使用壽命。⑤對于電能質量，智能電力監控系統可以檢測出劣質電能的運行，對劣質電能予以報警，并提醒工作人員處理，實時監控智能建筑中電力運行的情況。
3電力監控在智能建筑中的應用
電力智能監控系統取代了人工電力監控系統，通過計算機通訊網絡實現了電力測量、管控、故障分析、信號管理、電力運行等的智能自動化，提高了配電系統的透明化程度。使其安全、可靠，管理水平日益現代化。因為電力監控系統的開放性使得智能建筑中的通信變得迅速而便捷，實現了信息通訊的自動化互聯互通，例如智能建筑中的辦公自動化、通信網絡自動化、自動報警系統等。智能建筑電力監控系統網絡如圖1所示。
圖1智能建筑電力監控系統網絡示意圖
案例一：某公司的重要設備發生了嚴重的故障，但這種故障時常出現，并不易被人察覺。因此安裝了智能化電力檢測系統，在偶爾出現故障時及時捕捉并記錄了暫態故障波形。這個信息為公司節省了巨額的設備修理費用。
案例二：在某大型園區中，廠房和辦公樓為主要建筑物，均采用了智能化設計，包括動力電源、中央空調、安防設備等。每個變電站均配備了變壓器，采用兩進線一母聯的結構。每個變電站系統都使用了電力監控系統，主通訊網采用100mTCP/IP光纖以太網，監控層采用了Modbus總線通信。這套現代化管理系統對于整個園區建筑物配電系統的全面管理具有很重要的作用，不僅降低了園區管理運營的成本，也提高了智能建筑的效率和安全性。
4智能電力系統在電氣節能中的應用
建筑物內部為了提高供電管理效率，必須要進行智能電力監控系統的結構鋪設。這是因為智能電力架空系統的電力系統設計是以節能為目標，并擁有巨大的節能應用空間。而且智能軟件的設計具有靈活性和性的特點，因此在系統運行的同時也降低了成本。
智能電力監控系統具有分層監控的特點，對各個點都能做到有效監控。系統建設中，通過智能監控系統的自動化運行，將有關數據和輸出進行了記錄，并結合建筑物的特點和電力系統供應情況進行智能化監管，保證了監控系統的通信連接在低耗能的狀態下運行，實現了節能的目標。
在系統運行過程中，智能監控系統的優勢在于可以對事故發生的地點和故障進行分析。對有關數據按照順序進行記錄。因此，電力系統中的故障，無論是經常發生還是偶然出現，均逃不出智能電力監控系統的監控范圍。而且即便是潛在問題，也能夠通過智能監控的數據分析及時發現，提前進行風險預估并提出維護和保養方案，實現了集中管理控制，延長了機器壽命，達到了節能的效果。
智能建筑的結構設計要符合降低成本、綠色建筑的要求，達到高效率、低能耗、低污染、節約能源、保護環境的可持續發展目標。對于我國建筑行業，設備運行消耗是主要的資金支出項目。通過智能電力系統的運行，將傳統的能耗降低到*低，提高效率，削減支出，是電力監控系統的主要功能之一。通過提高管理效率，供應可靠、安全的電力，減少電能花費，降低成本設備投資等，實現節能目標。例如上知名品牌powerLogic電力監控系統的電氣節能體現在：通過對電力參數進行數據分析，建立系統和設備的電能消耗模式，實時檢測電能消耗異常；采取有效措施進行設備改造，避免電能損耗；優化配電系統，例如集中控制公共照明，減少電能花費，對配電系統進行電能監控、分配和計量，避免電能浪費。
5安科瑞電力監控解決方案
5.1概述
針對用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監控系統，實現了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。
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化及無人值守的要求，針對35kV及以下電壓等級研發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化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等功能于一體的開放式、網絡化、單元化、組態化的系統，適用于35kV及以下電壓等級的城網、農網變電站和用戶變電站，可實現對變電站全方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。
5.2應用場所
適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。
5.3系統架構
Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，組網方式可為標準網絡結構、光纖星型網絡結構、光纖環網網絡結構，根據用戶用電規模、用電設備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網方式。
5.4系統功能
（1）實時監測：直觀顯示配電網的運行狀態，實時監測各回路電參數信息，動態監視各配電回路有關故障、告警等信號。
（2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細電參量。
（3）曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。
（4）運行報表：查詢各回路或設備時間的運行參數。
（5）實時告警：具有實時告警功能，系統能夠對配電回路遙信變位，保護動作、事故跳閘等事件發出告警。
（6）歷史事件查詢：對事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。
（7）電能統計報表：系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況。
（8）用戶權限管理：設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。
（9）網絡拓撲圖：支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。
（10）電能質量監測：可以對整個配電系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。
（11）遙控功能：可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
（12）故障錄波：可在系統發生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。
（13）事故追憶：可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩態信息。
（14）Web訪問：展示頁面顯示變電站數量、變壓器數量、監測點位數量等概況信息，設備通信狀態，用電分析和事件記錄。
（15）APP訪問：設備數據頁面顯示各設備的電參量數據以及曲線。
5.5系統硬件配置
6結束語
電力監控系統是信息時代人類追求工作高效、生活優化的產物。智能建筑必將在未來得到加廣泛的應用，人們對科技和經濟的追求也必然向著智能化和簡約化的方向邁進。因此，電力監控系統不僅是現代建筑智能化管理的必要組成部分，而且已經成為新時期智能建筑發展的重點之一。
參考文獻
[1]劉竹.電力監控系統在智能建筑和電氣節能中的應用[J].建筑工程技術與設計，2015(18)：1283.
[2]林璽.智能電力監控系統在電氣節能中的應用[J].科技傳播，2014(13)：210，206.
[3]熊道輝.智能建筑和電氣節能中電力監控系統的應用
[4]安科瑞企業微電網應用手冊2020.06版
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
Email：2851375246@qq.com ： QQ：2851375246 ：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電
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