變配電計算機監控分析論文

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摘要：變配電監控系統“三遙”功能，即遙測、遙信、遙控。

關鍵詞：變配電計算機監控管理系統意義

一、變配電計算機監控管理系統，促進了無人值班變電站的實現，可以利用遠動技術使電網調度迅速而準確地獲得變電站運行的實時信息，完整地掌握變電站的實時運行狀態，及時發現變電站運行的故障并做出相應的決策和處理，同時可以使值班管理人員根據變配電系統的運行情況進行負荷分析、合理調度、遠控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制、事故處理的主動性，減少和避免操作、誤判斷，縮短事故停電時間，實現對變配電系統的現代化運行管理。總之，采用變配電計算機監控管理系統具有如下優點：

1、不斷促進變配電系統更安全、更可靠、更經濟和更直觀的運行，滿足未來電力工業發展的需要，一次投資，終身受益。

隨著電力行業的發展，智能化變配電所監控管理系統越來越具有優越性。從安全、可靠性來說，采用樓宇變配電監控系統會導致電力管理者只能對部分重要回路如高低壓主進、母聯實現簡單的管理和控制，但無法實現整個系統的監控和管理，同時不采用變配電計算機監控管理系統的話則需要電力管理者對現場進行人工抄表、現場操作、定時巡視，對各用電回路的電量參數、各斷路器的運行狀態、變壓器運行狀態、故障報警和故障跳閘的回路和時間等無法及時準確地了解和記錄，必須通過人工巡視、抄表來實現，這樣就給變配電站的安全保障、經濟運行、負荷分析、躲峰填谷、經濟核算、合理調度及故障的及時處理等現代化的運行管理都帶來很大困難。采用變配電計算機監控管理系統，不僅能對系統各種運行開關量狀態和電量參數進行實時采集和顯示，而且更安全、更可靠、更直觀。是因為變配電計算機監控管理系統是利用現代化計算機控制技術、通信技術和電子技術等，采用抗干擾能力強的通訊設備，經電力組態軟件組態后來實現的系統的監控和管理。

根據經濟、效益來說，變配電計算機監控管理系統就顯得更為優越，性價比最高的。這是因為：

比如說：某一個工程由兩個變配電站組成，其中高壓帶有斷路器的回路為9個，低壓共200個出線回路，按5年、10年費用計算可知：

名稱

系統費用

每年人工費用

5年后總費用支出

10年后總費用支出

實現功能

變配電計算機監控管理系統

約為30萬

在總值班室設1人就可以了，年費用人工支出大約為18000元

39萬

48萬

對分配電室實現無人值班，對整個系統實現三遙功能即遙測、遙信、遙控

樓宇變配電監控系統

只監控高低壓主進、母聯部分約為26萬

沒有監控到低壓出線回路。每個配電室需安排1人，則年費用人工支出為36000元

44萬

62萬

只能實現高低壓主進、母聯三遙功能，對低壓出線回路還需要有人值守

人工巡視

無

每個配電室需安排2人，則年費用人工支出為72000元

36萬

72萬

通過值班人員進行手動抄表、人工巡視等，發生故障無法及時了解哪一回路

從上表得出，變配電計算機監控管理系統性價比最高，一次投資，終身受益。

2、全面實現變配電系統的“四遙”及無人值守（或少人值班），節約人力資源，并實現中、低壓供配電系統一體化綜合監控、統一管理。

變配電計算機監控管理系統可以實現變配電站“四遙”功能，即遙測、遙控、遙信、遙視。

遙測是指通過系統通訊采集器、監測模塊以及電力組態軟件實現變配電站所有回路的電量采集，即電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、有功電度、無功電度、視在電度、功率因數、頻率等。

遙信是指通過系統通訊采集器、監控模塊以及電力組態軟件實現變配電站中所有開關量的采集，如斷路器的分合閘、手車工作位置、電機儲能狀態、變壓器風機運行狀態、高溫報警信號、超高溫跳閘信號、斷路器故障信號、事故跳閘信號、綜合保護器的故障為類型、以及變壓器門開關信號等開關量。

遙控是指通過系統通訊采集器、監控模塊以及電力組態軟件實現帶有電動操作機構的框架式斷路器和分勵脫扣的塑殼斷路器以及接觸器等遠程控制功能。

遙視（預選）通過視頻采集器、視頻通訊以及組態軟件實現變配電所監視功能，以防止非法人員進入。

實現整個變配電所的“四遙”功能，是節約人力資源的前提條件，是達到無人值守或少人值守的有利依據。

3、完善企事業單位的內部能量考核，采用現代化科技手段，完成電能管理、配電能耗及用電成本統計功能，減少“跑、冒、滴、漏”，真正體現“管理出效益”的意義；

變配電計算機監控管理系統可以實現峰谷平計費（參見下圖所示）；

變配電計算機監控管理系統可以根據系統組態畫面、實時采集數據列表以及歷史數據庫來分析每個回路的實際用電量，同時記錄回路的名稱、站號以及用電量情況等，再根據用電量情況、回路名稱得出主要的耗電源回路。

實現各回路的電能計量和有關配電回路能量消耗的查看，根據用電成本來優化電氣合同，達到用電單位對電能更好的分配與管理。

采用變配電計算機監控管理系統可以及時、準確地知道各用電回路的情況，避免了電力管理者“跑、冒、滴、漏”的現象。同時也給變配電的安全保障、經濟運行、負荷分析、躲峰填谷、峰谷分時計費、經濟核算、合理調度及故障及時處理等現代化管理提供了保障。

4、可以對潛在的事故進行預報警，同時實現各種電量的越限報警，便于及時處理以避免事故或隱患的出現（如火災等），減少損失。供配電系統出現異常時，可以及時了解到有關故障信息（故障原因、性質、地點及發生時間），來指導維修，減少故障的處理時間及停電時間；

狀態報警：當變配電系統的各開關出現過載跳閘、短路故障跳閘等事故跳閘時（要求斷路器帶有能區分過載報警及短路瞬動的輔助觸點），計算機能夠通過多媒體音箱發出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路開關名稱、事故類別；

超限報警：當變配電系統的各電量參數出現超過額定值時或其他工藝設備超限運行時，計算機能夠通過多媒體音箱發出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路名稱。

三相不平衡系數報警：當變配電系統的三相電流或三相電壓值出現不平衡時（可自定義范圍），計算機能夠通過多媒體音箱發出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路名稱。

系統通過媒體音箱發出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路名稱，以方便電力管理更快、更有效地去安排任務，及時的去解決發生的報警故障，在最短的時間內排除故障，以保證系統的安全運行。

5、改善配電系統管理。通過歷史記錄的電力參數，及時掌握每天或季節負載特性；在供配電系統內優化能耗的分配，均衡負載；減少潛在的停電事件；

變配電計算機監控系統能將所監測并統計的各種電量參數、各斷路器或開關的狀態變化時間、報警故障類別、操作人員代碼和時間、開關機時間等永久保存，以便對整個變配電系統的運行情況進行分析。系統可以根據一天用電負荷情況自動生成負荷列表、用電量曲線以及電能棒圖等，電力管理可以根據列表、曲線或是棒圖來均衡每一個小時用電量，以達到負載利用最高。

當變壓器發生超載或是超負荷時，系統會自動或手動切除不重要的帶有電動操作機構或是帶有分勵脫扣的負荷，并記錄有關操作時的各項記錄（如時間、操作人員、回路名稱等）

6、可以根據系統設備運行的記錄數據和運行情況，制定臨時或定期的設備維修計劃；按計劃維修、減少運營和維修成本；

7、可以快速、準確的掌握供、配電設備的運行情況（含歷史數據），并可以用報表方式或以圖形方式進行顯示、記錄或打印出來，進行日報和月報，提高工作效率；

系統可以對采集的數據進行分類保存、歸檔、統計、調用等數據操作。系統配置歷史數據庫管理系統，可以實現各種記錄根據用戶要求按照對象、性質、時間等項止進行檢索，以便進行查詢和故障分析。

系統具有對測量數據及開關跳閘次數等信息的按日、月、委、季、年等進行統計報表功能。

系統可以統計和打印所監控的所有電流值、電壓值、功率值、頻率值、功率因數值以及這些參數一天24小時變化曲線；統計和打印各斷路器運行狀態變化時間及故障報警時間和類別；統計和打印各斷路器的操作時間及操作人員代碼；統計和打印有功電度、無功電度的一天24小時內單位小時用電量及電量棒圖，同時具有峰谷計費功能。

8、供電質量（諧波失真度THD/最大、最小、平均值/電壓合格率）實時分析功能，便于分清供電單位和用電單位的責任；

根據系統電壓、電流在一分鐘內運行波動情況，諧波失真度以及一分鐘內配電回路的用電情況進行綜合分析、判斷，從而得知系統的穩定性和便于分清供電單位和用電單位的責任。（如下電壓在一分鐘內運行情況）

9、實現系統數據資源共享、供配電設備綜合檔案管理等諸多優點，為現代化管理提供了堅實、可靠的基礎。

變配電計算機監控管理系統可以在計算機終端留有若干個系統通訊接口。

1、便于與樓宇自控系統通訊，方便值班人員對整個樓集中管理和控制等。

2、當系統主機發生故障時，系統通訊預留接口可與便攜式電腦進行通訊，以保證系統安全、可靠。

二、樓宇管理系統（BAS）是一棟大樓為了實現對其大樓內所安裝的設備進行集中監控管理而采用的一套計算機集散控制系統。大樓內安裝的設備一般包括配電系統、空調系統、電梯系統、給排水系統、消防系統和保安系統等。

樓宇管理系統（BAS）就是在大樓內某一值班控制中心對這些設備的運行情況進行檢測控制，相當于一個公司的總經理對各部門的運行情況進行掌握和布置。

鑒于我國目前設備集成廠家的能力和行政管理的條塊分割，在我國眾多大樓設備系統中很少有由一家設備集成商來完成整個大樓的設備供給的，比如，消防系統是一個獨立系統，保安系統是一個獨立系統。保安系統是一個獨立系統，供電系統是一個獨立系統等，而目前我國眾多樓宇管理系統（BAS）一般以管理空調環境設備為主，兼顧其他系統，與其他系統進行通信的方式，了解其他系統的信息。這就好比，公司總經理有一些他直接管理部門（空調系統）其他部門則安排部門經理去管理，總經理直接抓部門經理（通訊方式）來了解各部門的情況。

這種方式也是必然的，首先，樓宇設備也分幾個專業，供配電專業，暖通專業、消防保安、給排水專業等，不同專業有不同的管理要求，當然作為樓宇管理系統直接測量控制的空調系統具有直觀性，也是樓宇管理的重點，但是樓宇管理系統直接去涉足其他系統的詳細管理就牽強了。下面以一個樓宇控制系統為例說明樓宇控制系統構成。

從上表可知，樓控(BAS)的主要控制對象是空調機組、冷水機組等設備，其樓控軟件也是以表現空調和冷水機組的情況為主。樓控對電的管理只進行了簡單的采樣，且實現形式多為用變送器形式，而非電量的實時值，其在整個樓控軟件中占的比例很少，更不會涉及對電的管理和分析。

另外，我國的消防系統就是獨立于樓宇管理系統的單獨系統，其控制管理方式是由消防管理部門來審查驗收的，供配電系統（指變電站）也是由供電管理部門來審查驗收，變電站的計算機管理系統目前雖然還未被確認歸供電部門負責驗收，（目前我國電能管理比較落后，重發電，輕管理，比如峰谷收費不普及等）但其技術特點也不能簡單地歸樓宇管理系統進行管理，如果一旦重視電能管理，就上表所列的那種樓宇管理系統（BAS）僅測量幾個電流參數，電壓參數，幾個與消防等重要負荷聯接的開關狀態，這種很粗的信息量根本解決不了能源管理問題，也不足以了解整個大樓的供電系統的運行情況。

樓宇管理系統和變配電計算機管理系統在變電站管理上的根本區別就在于非專業管理和專業管理。在樓宇管理系統也有變電站部分，采集信號的方式是通過變送器將一些電量信號轉化成直流標準信號（0~5V或4~20mA）然后通過樓宇系統的一些帶有通訊的模塊將這些標準信號傳輸給中央值班室的計算機。

而變電站計算機管理系統對電量信號的采集是采用專用電量儀表，而不是變送器，采集的是各供電回路的波形變化，其信息量和精確程度都遠遠超過樓宇系統，這就為變電站的運行管理提供了專業的管理數據，其計算機軟件也是電力系統專業組態軟件。如果讓樓宇系統去完成這種專業功能，就其可行性不談，完成同樣的功能，其造價也大大超出專業變配電計算機監控系統。那么，樓宇系統對變配電應該怎樣管理呢？可以讓變配電計算機管理系統將一些樓宇需要的信號以通過通信接口傳送給樓宇系統。這就好比一個公司的總經理（樓宇系統）讓一個懂專業技術車間主任（變配電計算機監控系統）去管理一個專業性很強生產車間（變電站），而總經理（樓宇系統）只要去管理車間主任（變電站系統）就可以了。這樣，就可以實現樓宇很難實現的功能：通過專用對各電量進行采樣，可以將變配電站內所有用電回路的瞬時電量（三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、功率因數、頻率等）、各回路斷路器的運行狀態、各回路的故障情況等通過各種帶有通訊接口的采集控制模塊實時傳送給監控系統的中央管理計算機，由中央管理計算機建立實時狀態數據庫，通過專用電力組態軟件進行系統運行狀態屏幕顯示和數據分析計算，并可以自動生成負荷曲線圖、電量/時間棒圖、參數/時間列表、歷史記錄列表、還可以作到負荷超限報警、事故跳閘報警、三相不平衡報警、操作歷史記錄、計算峰谷電量、打印各種報表等。值班管理人員可根據變配電系統的運行情況進行負荷分析、合理調度、遠控合分閘、躲峰填谷和故障的及時處理，實現對變配電系統的現代化運行管理。