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電力監(jiān)控系統(tǒng)在拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道項(xiàng)目上的應(yīng)用
摘要：拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道配電監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表和微機(jī)保護(hù)采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)及遠(yuǎn)程控制各用電回路分合閘。系統(tǒng)組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過QTouch-Enersys型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控的能耗管理功能，為電力監(jiān)控與電能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關(guān)鍵詞：拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道項(xiàng)目; 通訊管理機(jī) QTouch電力監(jiān)控系統(tǒng)
1 概述
武漢舜通智能科技有限公司于2015年5月承接了拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道項(xiàng)目的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道名為嘎拉山隧道全長(zhǎng)2447米，為西藏公路第一長(zhǎng)隧道，它是通往機(jī)場(chǎng)的主要通道, 隧道內(nèi)設(shè)有通風(fēng)、照明、通訊、監(jiān)控、消防、供配電、火災(zāi)報(bào)警、應(yīng)急電話、中心控制等十大機(jī)電工程系統(tǒng)，功能完善,2005年8月25日竣工投入使用。
拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道監(jiān)控部分有2個(gè)10kv配電室， 1#、2#2個(gè)配電室為0.4kv低壓。10kv配電室有高壓電力儀表、綜保和2臺(tái)變壓器溫控儀，另外2個(gè)配電室為電力儀表， 一個(gè)10kv和1#配電室分布在隧道的東邊，一個(gè)10KV和2#配電室分布在隧道的西北。針對(duì)拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道的實(shí)際情況，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
設(shè)計(jì)的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)具備全電參量測(cè)量、開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及電能計(jì)量與電能質(zhì)量管理等功能。設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可用性、先進(jìn)性、方便性、安全性、可靠性、可擴(kuò)展性及系統(tǒng)性價(jià)比的合理性。
2 項(xiàng)目立項(xiàng)的意義
拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道對(duì)高壓部分電力參數(shù)的監(jiān)控和變壓器三相溫度的監(jiān)測(cè)的要求比較高，值班室人員一天要6次巡查變壓器溫控儀的溫度和一些電力參數(shù)且變壓器分布于4個(gè)不同的變電所里。這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力又不能實(shí)時(shí)的反應(yīng)一些緊急狀況。低壓部分由200左右的回路組成，如果要抄電能那是一個(gè)不小的任務(wù)。使用該系統(tǒng)能夠帶來如下優(yōu)點(diǎn)：
1）像這樣的儀表配電室分布在隧道兩邊，沒有電力監(jiān)控和電能管理系統(tǒng)之前只能通過人力去跑去跑來的去抄表，查看電力參量，這樣對(duì)于抄表人員來說是個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且也不能及時(shí)的掌握第一手信息。使用系統(tǒng)后后臺(tái)值班監(jiān)控人員只需在值班室就能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控到每個(gè)表的運(yùn)行情況，和表所測(cè)量的各個(gè)電參量，實(shí)時(shí)的進(jìn)行抄表，省時(shí)省力，快速及時(shí)的掌握用電情況。
2） 對(duì)于一些主要回路上的電力儀表根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控它們的運(yùn)行情況，如電壓、電流、有功，無功，功率因數(shù)等，系統(tǒng)可以對(duì)它們進(jìn)行設(shè)置一個(gè)預(yù)警值，只要回路上的電參量達(dá)到或接近時(shí)系統(tǒng)就會(huì)對(duì)值班人員進(jìn)行報(bào)警，比如發(fā)現(xiàn)一些短路問題，電流過大等，就使得值班人員可以及時(shí)的去解決問題如關(guān)閉或安排專業(yè)人員去修。
3）系統(tǒng)有對(duì)歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，這樣方便管理人員發(fā)現(xiàn)其中的問題實(shí)施一些有針對(duì)性的方案，如一些電參量突然變化的表，就要去看它是否正常工作或?qū)嶋H是否是這樣，這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；提高運(yùn)行管理效率，減少運(yùn)行維護(hù)人員工作量。
4）通過數(shù)據(jù)分析，使管理者合理有效地利用設(shè)備，減少不必要設(shè)備添置，避免了資源浪費(fèi)，精簡(jiǎn)值班人員數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能消耗異�，F(xiàn)象，采取有效措施進(jìn)行設(shè)備改造或補(bǔ)償，以避免電能損耗，這樣下來節(jié)約大量資金。通過對(duì)資源的充分利用，強(qiáng)調(diào)高效率、低能耗、低污染，達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
5）系統(tǒng)可以直觀而形象的反映出在哪個(gè)位置的哪個(gè)表的電力參數(shù)，方便技術(shù)人員分辨出來，簡(jiǎn)潔明了的操作界面讓操作人員方便操作。
6）通過實(shí)時(shí)監(jiān)控可以使值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理問題，如在不需要用電的時(shí)間地點(diǎn)時(shí)可以不用電，智能電力儀表的電力參數(shù)不穩(wěn)定時(shí)可以不用等情況，這樣一來可以減少用電量，節(jié)約成本。
7）系統(tǒng)具有曲線、報(bào)表分析，曲線、報(bào)表打印功能，這樣管理者在進(jìn)行分析決策時(shí)就有了依據(jù)。
3 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案
武漢舜通智能科技有限公司為拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道設(shè)計(jì)的電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層組成。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要的設(shè)備為：多功能電力儀表、微機(jī)保護(hù)裝置、變壓器溫控儀。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場(chǎng)屏蔽雙絞線進(jìn)行組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層中的儀表數(shù)據(jù)，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。
各智能電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器。10kv配電室、1#配電室通過網(wǎng)線直接與值班室的工業(yè)交換機(jī)相連， 2#高低壓部分通過光纜直接與值班室的工業(yè)交換機(jī)相連，最后工業(yè)交換機(jī)通過網(wǎng)線連到值班室的監(jiān)控主機(jī)。
本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的的過程
實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過程：首先通過數(shù)據(jù)量的采集把我們需要的數(shù)據(jù)量保存到歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，在系統(tǒng)上把需要實(shí)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)量在界面上實(shí)時(shí)刷新的顯示出來；需要查詢和分析過去的歷史記錄的數(shù)據(jù)，通過各種查詢報(bào)表和分析曲線等一些形象的界面反應(yīng)給值班人員；系統(tǒng)中設(shè)置報(bào)警，把一些重要的操作量動(dòng)作時(shí)和一些重要數(shù)據(jù)量異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警；系統(tǒng)中設(shè)置針對(duì)值班室內(nèi)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限來進(jìn)行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產(chǎn)帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。
下圖為1#配電室系統(tǒng)主接線圖，并實(shí)時(shí)顯示各回路多功能電力儀表的電壓、電流、有功功率 、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能等：
采用實(shí)時(shí)表格直觀的顯示各個(gè)回路電表的詳細(xì)參數(shù)值：
下圖為高壓配電室監(jiān)控畫面，詳細(xì)顯示綜保的遙信量開關(guān)、閘刀的分、合閘狀態(tài)，遙測(cè)量如保護(hù)電壓、電流、頻率和功率因數(shù)等，可遠(yuǎn)程控制各分合閘：
現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目運(yùn)行情況如下圖所示：
系統(tǒng)的完成，讓電力值班人員的抄表任務(wù)輕松了，節(jié)約了抄表時(shí)間，提高了抄表積極性。
5 結(jié)束語
QTouch-Enersys型電力監(jiān)控系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)具有實(shí)用性、安全性、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性、易維護(hù)性。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實(shí)。該系統(tǒng)在拉薩機(jī)場(chǎng)高速兩橋隧道項(xiàng)目的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了在值班室遠(yuǎn)程監(jiān)控了4個(gè)配電室的各種通訊儀表，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，處理，并生成報(bào)表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時(shí)查詢所需要的數(shù)據(jù)。
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