安科瑞电力监控系统在办公楼建筑电力运行和节能中的应用

江苏安科瑞电器制造有限公司 范宏博

摘要：本文总结了电力监控系统的结构和功能。通过列举工程实例，详细介绍了电力监控系统在民用建筑电力系统运行节能中的应用，以及推广发展中需要改进的问题。

关键词：民用建筑；电力监控系统；运行节能应用。

引言

随着国民经济的不断增长和城市建设的加快，智能建筑已经从发达城市向普通城市发展和推广。电力监控系统作为智能建筑的重要组成部分，已成为电力系统管理中重要的技术手段。通过这种智能化管理，提高了电力系统的可靠性、安全性和连续性，便于及时、全面、快速地掌握电力系统的运行条件，简单有效地分析了电力负荷的变化、电能消耗和电能质量，提高了电能的使用效率，节约了电力成本，借助电力监控系统，可以准确快速地判断故障位置和原因。

一、电力监控系统概述

电力监控系统采用分层分布式结构，分为三层：现场设备层、通信转换层和系统管理层。现场设备层设置在电力线路系统中的配电现场，负责完成各种电力现场数据参数和信息状态的采集、保护和控制，实施监控系统的各种动作指令和管理操作；通信转换层设置在电力线路系统中的配电现场，分布式布局，相互独立，相互影响，完成系统数据的通信转换和与系统管理的数据交换。负责将现场设备层的各种电力智能监控和第三方设备采集的相关信息数据转换为网络信号，组合、配电、转发；系统管理设置在监控中心，管理主机与通信转换层子站相互通信，通过以太网形式进行局域网组网，实现电力系统信息的交换和管理。

电力监控系统的主要功能：1系统运行实时监控、数据采集和处理；2电能质量监控和管理；3事件报警信息和记录；4远程控制和操作；5历史数据管理和各种报告打印。

二、电力监控系统在民用建筑电力系统运行和节能中的应用

1.工程实例

办公楼分为主楼、东附属楼、西附属楼三部分，主楼建筑面积10万mm²,东西附属楼各1.5万mmm²。电力系统分为三个变配电室。主楼变配电室为总变配电室。高压电源采用双电源进线中间的母联形式。高压馈线包括主楼和东西附属楼的高压电源，共8个。主楼配电室低压配电系统作为独立部分，共有4台SCB9-2000KVA-AF(10/0.4KV)干式变压器，其中2台为主楼照明动力，低压配电采用两进线一母联形式，低压馈出线90余条。另外两个是空调制冷设备，每个变压器和低压配电系统都与制冷设备相对应。东西附属楼变配电室各有2台SCB9-800KVA-AF(10/0.4KV)干式变压器、低压配电系统均采用两进线一母联的形式，低压馈线分别为60多条和40多条，主要负荷为普通照明和动力。由于配电室相对分散，距离较远，建筑功能不同，电力负荷性质不同，采用电力监控系统监控电力系统，三层结构如下：

（1）系统管理层。主楼改为配电室为监控中心，东西附属楼为两个子工作站。各工作站电力监控系统采用电力专用监控软件、Windows2003/XP中文版操作系统、SQLserver2005数据库作为服务器数据库。与第三方通信支持DDE模式、OPC模式和ODBC接口，支持与建筑控制系统的数据交换。

（2）通信转换层。主通信网络采用100MTCP/IP光纤以太网，子工作站通过OPC转发接口连接TCP/IP以太网与主楼监控中心系统，实现三个区域配电室的现场数据交换，方便值班人员查看电力系统的运行数据并进行实时监控。为了提高数据交换速度和通信的稳定性和可靠性，系统采用IEEE802.3(TCP/IP)通信标准、星形结构、标准RS485接口、5类UTP或Fibercable网线传输，传输速率达到100M标准。

（3）现场设备层。高压进线、高压母线、低压进线、低压馈线均配备PM800系列电力参数测试仪及相应的测试设备。该设备不仅可以在现场实时显示各种参数，还可以通过RS485接口通过MODBUS通信协议传输到系统管理层。

2.民用建筑电力系统运行中的应用价值

（1）与以往常规的人工管理方法相比，电力监控系统能够及时、全面地掌握电气运行信息，提高电气运行的安全性和可靠性。例如，系统实时、定期地收集电气设备的模拟量和开关量；直接读取各配电站和线路检测设备收集的数据，进行显示、统计、分析、计算和存储。通过系统的自动监控和信息共享，可以减少甚至取消子工作站的运行管理人员，节省人工管理的成本。

（2）电力监控系统具有报警、事件管理和网络故障诊断功能。方便监控中心管理人员充分了解电气运行情况，准确快速判断故障位置，查明故障原因，帮助电气维修人员及时解除故障，提高电气安全、可靠性和可持续性。

（3）系统可以通过曲线和数据表直观地显示历史数据，用户可以很容易地选择要查看电路的历史数据。通过数据分析，可以监控关键电路的电流和功率变化，及时纠正和预测故障，管理设备的运行和分配。

3.民用建筑电力系统节能的应用价值

（1）通过对监控系统各用电负荷电能消耗数据和电力参数的分析，可以对配电系统各用电负荷进行电能分配、测量和监控，减少三相电流不平衡，避免电能浪费。

（2）根据电力监控系统记录的峰、谷、平时电能消耗数据分析，合理采用运行模式和周期，减少不必要的设备购置，减少资本投资，节约电能。

（3）通过对电力参数的实时分析，及时发现谐波问题或低功率因数等异常电能消耗现象，采取有效措施进行设备改造或补偿，避免过度电能损耗和设备老化。

4.电力监控系统在推广应用过程中需要解决和改进的问题

（1）应用产品和制造商较多，标准和规范不同，没有统一的标准和规范，限制了电力监控系统的推广和发展。例如，制冷机组的电气控制器件不能与电力监控系统进行通信和信息共享，电力监控数据采集不足。

（2）电力监控系统投资规模大，特别是精度高、传输速度快的监控部件。一般来说，电力监控占变配电系统投资的30%-40%。部分业主自筹资金，在预算不足的情况下，相应减少电力监控投资。

（3）用户对电力监控系统认知度低，管理人员业务能力和知识水平低，系统利用率低，部分用户只作为装饰，忽视其应用价值，造成误解，造成系统推广和发展障碍。

三、安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统解决方案

1.概述

对于用户变电站（一般35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接触无线温度测量产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监测设备、弧光保护装置等设备，实现变电站、配电、电力安全运行和综合管理。监控范围包括用户变电站、开关、变电站、配电室等。

Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气有限公司根据电力系统自动化和无人值守要求，为35kV及以下电压等级开发的分层分布式变电站监控管理系统。该系统是一个开放式、网络化、单元化、组态化的系统，应用于电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监控、控制、通信等功能于一体。适用于35kV及以下电压等级的城市电网、农村电网变电站和用户变电站，可实现变电站的全面控制和管理，满足变电站无人值守或少人值守的需要，为变电站的安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

2.应用场所

适用于轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护。

3.系统架构

Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，网络模式可为标准网络结构、光纤星网络结构、光纤环网络结构，根据用户用电规模、电气设备分布和占地面积综合考虑网络模式。

4.系统功能

4.1实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。

4.2电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。

4.3运行报表：查询各回路或设备zhiding时间的运行参数。

4.4实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。

4.5历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

4.6电能统计报表：系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况。

4.7网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。

4.8电能质量监测：可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。

4.9故障录波：可在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。

4.10Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。

4.11APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。

5.系统硬件配置

四、结束语

电力监控系统在民用建筑中发挥越来越多的作用，以其出色的电力监控功能和节能效果haoping，特别是与楼宇自控系统的一体化管理，能够更加节省人工管理的开支，节约时间，操作和查询更加方便，而且具有更明显的经济效益。随着经济发展和科学技术的进步，电力监控系统正在向更高、更深的领域发展和应用。

【参考文献】

[1]姜传超.电力监控系统在民用建筑电力系统运行和节能中的应用。

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版