安科瑞基于智能電力監控系統的應用及運維研究的討論
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易允恒
江蘇安科瑞電器制造有限公司江蘇江陰214405
摘要：受到市場經濟的影響，相應地增加電力的需求，無疑提高對電力行業運行的要求。為此，本文對于電力監控系統的應用從預警及故障檢測、遙控及遙調操作兩個方面探究。此外，對于電力監控系統的運行，可從系統運行布局、系統監控失控后事故處理預案兩個方面探究，為電力企業的可持續發展起到促進作用。
關鍵詞：電力監控系統;應用;運行
社會經濟發展速度不斷提高的今天，推動了科技的發展，社會各領域不斷提高對電力系統可靠方面的要求。近年來，信息技術快速發展，電力監控系統的應用與研發變得越來越活躍。同時，生產經營條件逐步變得規模化，社會對電力的需求不斷提高，不斷提高對電力的需求，相應地人們也越來越關注其有效問題。因此，技術人員很有必要探討電力監控系統應用及運行，促進企業可持續發展。
- 電力監控系統的功能
目前，電力監控中心廣泛應用了電力監控系統，該系統的模塊功能較多，功能點較多。，因為采用了終端服務器，因此可以在前置通信子系統中接入RTU，且可以擇優切換通信通道。第二，應用了多媒體技術，讓系統具有優良的人機界面。第三，輔助功能比較強大，比如，可以自動生成、計算與制作報表，還可以將其打印下來，具有快捷與方便的特點[2]。第四，為網絡拓撲、外網估計、負荷預測等多各高層應用功能為一體。第五，具有遠程啟動應用模塊、診斷與維護的功能。
- 電力監控系統應用
2.1預警及故障檢測
應用電力監控系統時可以監控變電站的電氣設備運行的狀況、位置與參數。同時，還可以對變電站運行的跳閘與合閘操作與變化的運行方式產生道閘操作之類的主要步驟進行有效的監控。一旦變電站發生故障，系統就會給出相應的提示與告警，借助不同顏色對不同性質的告警信息進行表達。比如，可通過紅色表示閃動分合閘的開關警示。電力監控系統可通過不同的語音辨別故障與故障發生的等級[3]。電力監控系統可自動將畫面跳轉到報警的發生地，對自動上傳報警的時間、位置與內容進行上傳，之后在數據庫轉入故障與事故信息，生成記錄文件，便于其他工作人員分析與查閱。
2.2遙控及遙調操作
應用電力監控系統的主要目的在于遙控與遙調變電站。應用的過程中可選擇220kV變電站，先選擇遙控菜單，截面彈出“遙控”對話框之后再選擇組名；操作人員與監控中心完成刀閘與重合閘軟壓板方面的操作口令與開關編號，之后按回車鍵，操作狀態可在點擊回車后激活，遠程操作的實現可以通過遙控預制與執行的方法進行。遙調操作時首先要選擇主變，之后通過點擊右鍵菜單中的“調壓操作”，系統操作步驟與遙控有很大的聯系。對于遙調與遙控操作，為了提高其安全證，必須在操作監控機時保證有一名操作員與一名監控員。
- 電力監控系統運行
3.1系統運行布局
本文以35kV變電站為例，通過分層分布式結構，采用三個不同層級的控制方式，即調度、現場設備與就地監控，將調度層與電力調度中心二者連接，同時還將就地監控層與變電所監控中心連接、現場設備與各監控設備與各類電力儀表連接。其中，現場的設備層主要針對的變電站的測量與系統監控范疇，也就是電容器柜、變壓器、高壓柜等而言，建立現場設備網絡，在各設備開關完成控制保護單元的分別設置，確保所有的報警、測量與控制信號均可以在單元內被處理為數據信號，在前置處理機上傳入數據信號[4]。一旦發現本地單元發生故障，可以起到檢測保護本柜的作用，還可以在開關柜面板上反映監測到的信息。
控制層這一集群網絡將保護、測量、控制等為一體打造的集群網絡，可發揮計算機數字通訊的優勢，借助信息化產品保護、控制變電站，從而組合功能性，構建模塊化、網絡化與標準化的功能系統。上層則主要使用三臺具有監控軟件的計算及設備實時采集信息，具有良好的分析故障、遙控、報警、負荷分析、自動控制系統聯網方面的功能。而通過對電力監控系統的三層網絡進行建立可以提高信息交流的互通水平，完成系統遠程維護與遠程診斷工作，這也是推動變電所數據信息一體化方向發展相當關鍵的一環。調度層包含的內容較多，如工程師站、操作員、電力模擬顯示柜、以太交換機柜，這個過程中調度工作的實現主要通過計算軟件與網絡進行。設計畫面時人機界面主要為主接線圖與功能畫面，豐富了畫面內容，處理的過程中發揮計算機平臺的作用，在各類應用設備商分發信號，為系統的同步起到促進作用。電力調度監控系統的應用可以對控制保護單元提供的時標數據進行保護，便于調度中心以具體情況為切入點輸入信號，完成報表的編制，推動電力監控系統的升級。
3.2系統監控失控后事故處理預案
通過分析電力監控系統運行的情況可知，容易出現失控的問題，比如，系統發生故障、斷電，需要建立并健全該系統時空時處理事故的預案[5]。若因為事故出現此類問題，監控人員應立即給各級調度人員匯報故障現象，及時通知各操作員，在就地調度后告知自動化科室的值班人員，便與其可以實時判斷操作站與監控中心的監控系統。
對于因斷電情況發生時空的，很有必要檢查叛變電源工作的指示情況，明確直流回路是否發生故障。值班人員應在查明原因后及時隔離故障，及時恢復各監控中心的主站工控機電源，之后由各操作站終端移交監控。
- 安科瑞電力監控系統產品介紹與選型
4.1概述
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、計算機技術和信息傳輸技術，集保護、監測、控制、通信等多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。
4.2應用場所
- 辦公建筑（商務辦公、國家機關辦公建筑等）
- 商業建筑（商場、金融機構建筑等）
- 旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）
- 科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑）
- 通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）
- 交通運輸建筑（、車站、碼頭建筑等）
- 廠礦企業建筑（石油、化工、水泥、煤炭、鋼鐵等）
- 新能源建筑（光伏發電、風能發電等）
4.3系統結構
Acrel-2000Z電力監控系統釆用分層分布式設計，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。
4.4設備選型
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應用場合 |
型號 |
保護功能 |
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35kV進/饋線 |
AM6-F |
三段式（帶方向、復合龜壓閉鎖）過流保護、小電 流接地選型保護、三相一次重合閘、低頻減載 |
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35kV± 變 （2000kVA以上） |
AM6-D2 |
兩8B變/三圏變差動速斷保護、比例制動差動保護 |
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AM6-D3 |
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AM6-T |
變壓器后備保護測控、配用變壓器保護 |
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AM6-FD |
變壓樓非電量保護（）、的操作回路 |
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35kV電機 （2000kW以上） |
AM6-MD |
電機差動保護、電機綜合保護 |
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35kV PT監測 |
AM6-U |
PT監測 |
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35kVr用變 |
AM6-TR |
三段式過流、過負荷保護、變壓器非電量保護 |
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10kV/6kV進饋線 |
AM5-F |
三段式過流/零序過流、過負荷保護（告警/跳閘）、 PT斷線告警、三相一次重合閘、低頻減栽、后加速過流、逆功率保護 |
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10kV/6kV廠用變 |
AM5-T |
三段式過流/零序過流、過負荷保護（吿警償閘）、 控故障告警、PT斷線告警、非電參量保護 |
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10kV/6kV異步電機 |
AM5-M |
兩段式過流/零序過流/負序過流保護、過負荷保護 （告警演制）、低電壓保護、PT斷線告警、堵轉例護、啟動超時、熱過載保護 |
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10kV/6kV電容器 |
AM5-C |
兩段式過流/零序過流保護、過負荷保護（告警演閘）、PT斷線告警、過電壓/欠電壓跳閘、不平衡電壓/電流保護； |
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10kV/6kV 母聯 |
AM5-B |
進線備投/母聯備投、兩段式過流保護、PT斷線告警； |
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10KV/6RV PT 監測 |
AM5-U |
低電壓警吿、PT斷線吿警、過龜壓吿警、零序過壓吿警； |
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10kV/6kV PT |
AM5-BL |
單母線分段系統的PT二次并列/解列控制 |
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進/饋線 |
AM5SE-F |
三段式過流保護（帶方向、帶低壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波、全電參量 測量、操作回路 |
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35kV |
AM5SE-D2 |
兩圈變差動速斷保護、比例制動差動保護 |
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變電站 |
35kV主變 |
AM5SE-TB |
三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙 零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調壓、斷路器遙控分 合閘、故障錄波、全電量測量、操作回路 |
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PT監測并列 |
AM5SE-UB |
PT并列、低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
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進/饋線 |
AM5-F |
三段式過流保護（帶方向、帶低壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、三相一次 重合閘、低頻減載、失壓保護、逆功率保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
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廠用變 |
AM5-T |
三段式過流保護（帶復合電壓閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、過負荷保護、 變壓器非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
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大功率異步電 機（2000kW 以上） |
AM5SE-MD |
電機差動速斷保護、比例差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過 負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨 立操作回路、故障錄波、全電量測量 |
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10(6)kV 開閉所 |
異步電機 |
AM5-M |
啟動中過流一段保護、已運行兩段式過流保護、反時限過流保護、過負荷保護、零序過 流保護、啟動時間過長、堵轉保護、過熱保護、相序保護、低電壓保護、斷路器遙控分 合閘、故障錄波 |
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電容器 |
AM5-C |
兩段式過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、不平衡 電壓/電流保護、非電量保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波 |
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母聯 |
AM5-B |
兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備自投、母聯備自投、斷路 器遙控分合閘、故障錄波 |
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PT監測 |
AM5-U |
低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
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PT并列 |
AM5-BL |
不同母線段上PT二次信號的并列/解列控制 |
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應用場合
型號
保護功能
系統解決方案
10kV
分配電所
進饋線/廠用變
PT監測
AM4-I
AM4-U
三段式定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、零序過壓保護、非電量保
護、低電壓保護、過電壓保護、過負荷保護、斷路器遙控分合閘、故障錄波
低電壓警告、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警
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3 ~ 35kV 智能操裝置 |
ASD200 |
一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、RS485通信 |
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3 ~ 35kV 智能操控裝置 |
ASD300 |
一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方僦地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、全電參量測量、柜內電氣接點無線測溫、RS485通信 |
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3 ~ 35kV 智能操控無線 測溫一體化裝置 |
ASD320 |
一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度 控制及顯示（帶強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、語音 防誤提示、語音已帶電提示、柜內照明控制、斷路器分合次數統計、柜內電氣接點無線測溫、RS485通信 |
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0.4kV-35kV 斷路器觸頭、銅排、 電纜接頭無線測溫傳感器 |
ATE100 ATE200 |
表帶式固定，電池供電，電池壽命不小于5年，測溫范圍-40^-125^,采集周期25s,發射周期4min,測量精度±2P,傳輸距離空曠10米 |
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ATE300 |
扎帶捆綁固定，CT感應取電，啟動電流5A,測溫范圍采集周期15s, 發射周期15s,測量精度±2P,傳輸距萬空曠100米 |
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3 ~ 35kV 無線測溫收發器 |
ATC200 |
導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收12個ATE200 （ ATE100 ）數據，帶RS485 通信接口可將數據上傳到監控中心 |
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無線測溫收發器 |
ATC400 |
導軌式/螺絲固定，工作電源DC24V,可接收240個ATE300數據，帶RS485通信接 口可將數據上傳到監控中心 |
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無線測溫裝置 |
ARTM-Pn |
嵌入式安裝，工作電源AC/DC 1100/220V,可與ATE100. ATE200、ATE30。配合 使用，安裝在高壓柜、低壓柜內測量多18點溫度；兩路無源溫度告警輸出；一路 RS485通信接口可將數據上傳到監控中心 |
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無線測溫集中釆集觸摸屏 |
ARTM-7062HT-（HI) |
嵌入式安裝，工作電源DC 24V,可與ATE100、ATE200. ATE300傳感器配合使用 ,安裝在高壓柜、低壓柜內測量多240點溫度；一路RS485通信接口可將數據上 傳到監控中心 |
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電參量測量 |
AEM96 |
三相所有電力參數測量、電壓和電流的相角、四象限電能計量、復費率、大需量、歷史電能統計、開關量事件記錄、歷史記錄、31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）、開關量、報警輸RS485 （MODBUS 或 DL/T645-2007協議）量測量 |
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電力監控系統 |
Acrel-2000Z |
可建立配電網絡一次系統圖，模擬配電網絡運行，實現無人值班模式；根據順序 事件記錄、波形記錄、故障錄波，協助運維人員實現快速故障分析、定位和排除 問題，盡量縮短停電時間；實時采集各回路、設備的電流、電壓、功率、電能以及諧波、電壓波動等參數，對配電系統和用電設備進行用能分析和能效管理。 |
5.結束語
為了促進電力穩定與安全運行，很有必要合理應用電力監控系統。然而，操作運行期間技術人員必須提高對電力監控系統應用與運行的重視，因為其可以實時監控變電站，節約人力物力，提高企業經濟效益。這就要求技術人員加大力度探究電力監控系統應用及運行相關問題，給電力企業的發展提供優良的條件。可以預見，未來應用與研發電力監控系統時對智能化與自動化的重視度不斷提高，且電力系統的改革具有很大的發展空間，具有較高的發展潛力。
參考文獻
- 林鵬.分析電力監控系統應用及運行研究.
- 羅衛湘.試論電力監控系統應用級自保護技術[J].科技資訊,2020,18(16):48-49.
- 安科瑞電力監控與保護類產品選型手冊,2021.01.
- 安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2020.06.
