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電力監(jiān)控系統(tǒng)在拉薩機場高速兩橋隧道項目上的應(yīng)用
摘要：拉薩機場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保護采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號及遠(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)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過QTouch-Enersys型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)電力監(jiān)控的能耗管理功能，為電力監(jiān)控與電能統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關(guān)鍵詞：拉薩機場高速兩橋隧道項目; 通訊管理機 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月承接了拉薩機場高速兩橋隧道項目的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，拉薩機場高速兩橋隧道名為嘎拉山隧道全長2447米，為西藏公路第一長隧道，它是通往機場的主要通道, 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)報警、應(yīng)急電話、中心控制等十大機電工程系統(tǒng)，功能完善,2005年8月25日竣工投入使用。
拉薩機場高速兩橋隧道監(jiān)控部分有2個10kv配電室， 1#、2#2個配電室為0.4kv低壓。10kv配電室有高壓電力儀表、綜保和2臺變壓器溫控儀，另外2個配電室為電力儀表， 一個10kv和1#配電室分布在隧道的東邊，一個10KV和2#配電室分布在隧道的西北。針對拉薩機場高速兩橋隧道的實際情況，通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備運行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
設(shè)計的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)具備全電參量測量、開關(guān)量狀態(tài)監(jiān)測以及電能計量與電能質(zhì)量管理等功能。設(shè)計中充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可用性、先進性、方便性、安全性、可靠性、可擴展性及系統(tǒng)性價比的合理性。
2 項目立項的意義
拉薩機場高速兩橋隧道對高壓部分電力參數(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個不同的變電所里。這樣費時費力又不能實時的反應(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不小的任務(wù)。使用該系統(tǒng)能夠帶來如下優(yōu)點：
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，這樣對于抄表人員來說是個費時費力，而且也不能及時的掌握第一手信息。使用系統(tǒng)后后臺值班監(jiān)控人員只需在值班室就能實時準(zhǔn)確的監(jiān)控到每個表的運行情況，和表所測量的各個電參量，實時的進行抄表，省時省力，快速及時的掌握用電情況。
2） 對于一些主要回路上的電力儀表根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時的監(jiān)控它們的運行情況，如電壓、電流、有功，無功，功率因數(shù)等，系統(tǒng)可以對它們進行設(shè)置一個預(yù)警值，只要回路上的電參量達(dá)到或接近時系統(tǒng)就會對值班人員進行報警，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)有對歷史數(shù)據(jù)的對比分析，這樣方便管理人員發(fā)現(xiàn)其中的問題實施一些有針對性的方案，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，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少設(shè)備維護費用，延長設(shè)備使用壽命；提高運行管理效率，減少運行維護人員工作量。
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，精簡值班人員數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)電能消耗異常現(xiàn)象，采取有效措施進行設(shè)備改造或補償，以避免電能損耗，這樣下來節(jié)約大量資金。通過對資源的充分利用，強調(diào)高效率、低能耗、低污染，達(dá)到節(jié)約能源、保護環(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位置的哪個表的電力參數(shù)，方便技術(shù)人員分辨出來，簡潔明了的操作界面讓操作人員方便操作。
6）通過實時監(jiān)控可以使值班人員及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理問題，如在不需要用電的時間地點時可以不用電，智能電力儀表的電力參數(shù)不穩(wěn)定時可以不用等情況，這樣一來可以減少用電量，節(jié)約成本。
7）系統(tǒng)具有曲線、報表分析，曲線、報表打印功能，這樣管理者在進行分析決策時就有了依據(jù)。
3 項目的設(shè)計方案
武漢舜通智能科技有限公司為拉薩機場高速兩橋隧道設(shè)計的電力監(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)場設(shè)備層組成。
現(xiàn)場設(shè)備層主要的設(shè)備為：多功能電力儀表、微機保護裝置、變壓器溫控儀。這些裝置分別對應(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)場屏蔽雙絞線進行組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
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)場設(shè)備層中的儀表數(shù)據(jù)，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場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)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機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)交換機相連，最后工業(yè)交換機通過網(wǎng)線連到值班室的監(jiān)控主機。
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
4 系統(tǒng)實現(xiàn)的的過程
實現(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)量保存到歷史和實時數(shù)據(jù)庫，在系統(tǒng)上把需要實時顯示的數(shù)據(jù)量在界面上實時刷新的顯示出來；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)置報警，把一些重要的操作量動作時和一些重要數(shù)據(jù)量異常時進行報警；系統(tǒng)中設(shè)置針對值班室內(nèi)不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限來進行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產(chǎn)帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
下圖為1#配電室系統(tǒng)主接線圖，并實時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：
采用實時表格直觀的顯示各個回路電表的詳細(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)，遙測量如保護電壓、電流、頻率和功率因數(shù)等，可遠(yuǎn)程控制各分合閘：
現(xiàn)場項目運行情況如下圖所示：
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)具有實用性、安全性、系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可擴展性、易維護性。隨著計算機信息技術(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現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實。該系統(tǒng)在拉薩機場高速兩橋隧道項目的應(yīng)用，實現(xiàn)了在值班室遠(yuǎn)程監(jiān)控了4個配電室的各種通訊儀表，對采集的數(shù)據(jù)進行顯示，處理，并生成報表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時查詢所需要的數(shù)據(jù)。
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