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電力監控系統在辦公樓建筑電力運行和節能中的應用

文章更新時間：2023-03-24　點擊量：205

摘要：本文總結了電力監控系統的結構和功能。通過列出項目實例，詳細介紹了電力監控系統在民用建筑電力系統運行和節能中的應用，以及在推廣和發展中需要改進的問題。

關鍵詞：民用建筑；電力監控系統；應用于運行和節能

引言

隨著國民經濟的不斷增長和城市建設的加快，智能建筑已經從發達城市發展到普通城市，電力監控系統作為智能建筑的重要組成部分，已成為電力系統管理中不可huo缺的技術手段。通過這種智能管理，提高了電力系統的可靠性、安全性和連續性，便于及時、全面、快速地掌握電力系統的運行條件，簡單、有效地分析電力負荷變化、電能消耗和電能質量，提高電力使用效率，節約電力成本，并在電力監控系統的幫助下，準確、快速地判斷故障位置和故障原因。

一電力監控系統概述

電力監控系統采用分層分布式結構，分為三層：現場設備層、通信轉換層和系統管理層。現場設備層設置在電力線路系統中的配電現場，負責收集、保護和控制各種電力現場數據參數和信息狀態，執行監控系統的各種動作指令和管理操作；通信轉換層設置在電力線路系統中的配電現場，分布式布局，相互獨立，相互影響，完成系統數據的通信轉換和與系統管理層的數據交換。負責將現場設備層的各種電力智能監控和第三方設備收集的相關信息數據轉換為網絡信號，并進行組合、配電和轉發；監控中心設置系統管理層，管理主機與通信轉換層子站相互通信，以太網形式進行局域網組網，實現電力系統信息的交換和管理。

電力監控系統的主要功能：

實時監控系統運行、數據采集和處理；電能質量監控和管理；事件報警信息和記錄；遠程控制和操作；歷史數據管理和各種報告打印。

二電力監測系統在民用建筑電力系統運行和節能中的應用

1工程實例

辦公樓分為主樓、東附屬樓、西附屬樓三部分，主樓建筑面積10萬m2,東西附屬樓各1.5萬毫米2。電力系統分為三個變配電室。主樓變配電室作為總變配電室，高壓電源采用雙電源進線中間母聯的形式。高壓饋線包括主樓和東西附屬樓的高壓電源，共8個。主樓配電室低壓配電系統作為獨立部件，共有4臺SCB9-2000KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器，其中2臺為主樓照明動力，低壓配電采用兩進線一母聯的形式，低壓饋出線90多條。另外兩個是空調制冷設備，每個變壓器和低壓配電系統都與制冷設備相對應。東西附屬樓變配電室有兩個SCB9-800KVA-AF(10/0.4KV)干式變壓器和低壓配電系統采用兩進線一母聯的形式，低壓饋線60多條，主要負荷為普通照明和動力。由于變配電室相對分散，距離長，建筑功能不同，電力負荷性能不同，電力系統采用電力監控系統進行監控，三層結構如下：

（1）系統管理層。主樓變配電室為主監控中心，東西附屬樓為兩個子工作站。各工作站電力監控系統采用電力專用監控軟件、Windows2003/XP中文版操作系統、SQLserver2005數據庫作為服務器數據庫。支持DDE、OPC、ODBC接口和與建筑控制系統的數據交換。

（2）通信轉換層。主通信網絡采用100MTCP/IP光纖以太網，子工作站通過OPC轉發接口連接TCP/IP以太網與主樓監控中心系統，實現三個區域配電室的現場數據交換，方便值班人員查看電力系統的運行數據并進行實時監控。為了提高數據交換速度和通信的穩定性和可靠性，系統采用IEE802.3(TCP/IP)通信標準、星形結構、標準RS485接口、5類UTP或Fibercable網線傳輸，傳輸速率達到100m標準。

（3）現場設備層。PM800系列電力參數測試儀和相應的測試設備配備了高壓進線、高壓母線、低壓進線和低壓饋線。該設備不僅可以實時顯示現場的各種參數，還可以通過RS485接口將MODBUS通信協議傳輸到系統管理層。

2在民用建筑電力系統運行中的應用價值

（1）與傳統的手動管理模式相比，電力監控系統能夠及時、全面地掌握電氣運行信息，提高電氣運行的安全性和可靠性。例如，系統實時、定期地收集電氣設備的模擬量和開關量；直接讀取各配電站和線路檢測設備收集的數據，并進行顯示、統計、分析、計算和存儲。通過系統的自動監控和信息共享，可以減少甚至取消子工作站的運行管理人員，節省人工管理成本。

（2）電力監控系統具有報警和事件管理功能和網絡診斷故障功能。方便監控中心管理人員全面了解電氣運行情況，準確快速判斷故障位置，查明故障原因，幫助電氣維修人員及時解除故障，提高電氣安全、可靠性和可持續性。

（3）系統可以通過曲線和數據表直觀地顯示歷史數據，用戶可以很容易地選擇查看電路的歷史數據。通過數據分析，可以監控關鍵電路的電流和功率變化，及時糾正和預測故障，管理設備的運行部署。

3民用建筑電力系統節能的應用價值

(1)通過分析監控系統各用電負荷的電能消耗數據和電力參數，可以分配、測量和監控配電系統各用電負荷，減少三相電流不平衡，避免電能浪費。

（2）根據電力監控系統記錄的峰谷電力消耗數據分析，合理采用運行模式和周期，減少不必要的設備購買，減少資本投資，節約電能。

（3）通過對電力參數的實時分析，可以及時發現電能消耗異常。如果出現諧波問題或功率因數過低，可采取有效措施進行設備改造或補償，避免過度電能損耗和設備老化。

4電力監控系統在推廣應用過程中需要解決和改進的問題

（1）應用產品和制造商較多，標準和規范不同，沒有統一的標準和規范，限制了電力監控系統的推廣和發展。例如，制冷機組自身的電氣控制設備不能與電力監控系統共享通信和信息，電力監控數據采集不足。

（2）電力監控系統投資規模大，特別是對精度高、傳輸速度快的監控元件。一般來說，電力監控占變配電系統投資的30%-40%。一些業主自籌資金，在預算不足的情況下相應減少電力監控投資。

（3）用戶對電力監控系統的意識不高，管理人員的業務能力和知識水平不高，系統利用率低。有些用戶只作為裝飾，忽視了其應用價值，造成了誤解，造成了系統推廣和開發的障礙。

三安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統解決方案

1概述

對于用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級），通過微機保護裝置、開關柜綜合控制裝置、電氣接觸無線溫度測量產品、電能質量在線監測裝置、配電室環境監測設備、弧光保護裝置等設備，實現變電站、配電、電力安全運行和綜合管理。監控范圍包括用戶變電站、開關站、變電站和配電室。

Acrel-2000Z電力監控系統是安科瑞電氣有限公司根據電力系統自動化和無人值守的要求，為35kV及以下電壓等級開發的分層分布式變電站監控管理系統。該系統是一個開放、網絡、單元化、組態化的系統，集電力自動化技術、計算機技術、網絡技術和信息傳輸技術于一體，集保護、監控、控制、通信等功能于一體。適用于35kV及以下電壓等級的城市網絡、農村網絡變電站和用戶變電站，可實現變電站的全面控制和管理，滿足變電站無人值守的需要，為變電站的安全、穩定和經濟運行提供了堅實的保障。

2應用場所

適用于軌道交通、工業、建筑、學校、商業綜合體等35kV及以下用戶供配電自動化系統的工程設計、施工和運行維護。

3系統架構

Acrel-2000Z電力監控系統采用分層分布式設計，可分為三層：站控管理層、網絡通信層和現場設備層，網絡模式可為標準網絡結構、光纖星網絡結構、光纖環網絡結構，根據用戶電力規模、電力設備分布和面積綜合考慮網絡模式。