電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑電氣節(jié)能中的應用

    摘要:電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中被廣泛使用,其以及時、穩(wěn)定、安全、便捷的優(yōu)點提高了電能使用效率,節(jié)約了成本。借助電力監(jiān)控系統(tǒng)能準確判斷故障發(fā)生原因和位置,為智能建筑的安全性和智能化發(fā)展提供了有力的支持
    關鍵詞:電力監(jiān)控系統(tǒng);智能建筑;監(jiān)控系統(tǒng);電氣節(jié)能
     
    0引言
         智能建筑是運用計算機自動管控功能實現(xiàn)物的信息、通信等自動化的建筑形式。電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑中占有重要位置,為智能提供的配電系統(tǒng),在電能使用、電能節(jié)約上起到非常大的作用。
     
    1智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
         電力智能監(jiān)控系統(tǒng)包括集中監(jiān)控系統(tǒng)等模式。集中監(jiān)控系統(tǒng)呈通信層、間隔層、站控層分層分布式結(jié)構(gòu),包括智能配電儀表、微機綜合保護、智能電子設備等裝置。所有設備利用通信協(xié)議通過屏蔽雙絞線對通信管理機進行管理,后臺與以太網(wǎng)連接運行,在HMI上看是控制畫面、實時運行狀態(tài)、控制和修改系統(tǒng)配置。
         通信層主要是采集和測量配電系統(tǒng)的運行參數(shù),然后將給監(jiān)控系統(tǒng)。使用到的設備包括多功能繼電保護裝置、智能型網(wǎng)絡多參數(shù)測控儀表等。通過配置這些裝置和設備,可以不依賴主控計算機而獨立運行。
         間隔層的主要功能是要完成與主控計算機之間的通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等,實現(xiàn)系統(tǒng)的兼容性和擴充性。通過以太網(wǎng)交換機、數(shù)據(jù)服務器和網(wǎng)關服務器與系統(tǒng)進行連接和數(shù)據(jù)共享。
         站控層位于中控室或者值班室,配備高性能的計算機、不間斷電源、報置等。主控計算機內(nèi)安裝有電力軟件,實現(xiàn)人機界面和管理功能。
     
    2智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)的特點
         智能建筑中電力監(jiān)控系統(tǒng)的特點有:①通過電力智能監(jiān)控系統(tǒng),技術人員可以實時掌控電流等狀態(tài),及時、準確地掌握現(xiàn)場信息、模板等設備運行情況。對故障進行準確的排查和處理,并根據(jù)故障和設備的使用情況合理安排維護工作。②電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以降低能源成本,檢測用電異常時的基準、用電量、負載,在各區(qū)域之間制訂簡單的用電負荷,檢查出因電能質(zhì)量問題造成的損耗。③電力智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠評估出電網(wǎng)、變壓器、配電盤、配電柜等的設置是否合理,并根據(jù)評估反映出電力資源的質(zhì)量和運行情況,方便業(yè)主根據(jù)電力資源的使用和運行制訂相應的決策。④電力智能監(jiān)控系統(tǒng)可以通過保養(yǎng)手段延長電氣設備的使用壽命。⑤對于電能質(zhì)量,智能電力監(jiān)控系統(tǒng)可以出劣質(zhì)電能的運行,對劣質(zhì)電能予以報警,并提醒工作人員處理,實時監(jiān)控智能建筑中電力運行的情況。
     
    3電力監(jiān)控在智能建筑中的應用
         電力智能監(jiān)控系統(tǒng)取代了人工電力監(jiān)控系統(tǒng),通過計算機通訊網(wǎng)絡實現(xiàn)了電力測量、管控、故障分析、信號管理、電力運行等的智能自動化,提高了配電系統(tǒng)的透明化程度。使其安全、可靠性能優(yōu)越,管理水平日益現(xiàn)代化。因為電力監(jiān)控系統(tǒng)的開放性使得智能建筑中的通信變得*而便捷,實現(xiàn)了信息通訊的自動化互聯(lián)互通,例如智能中的辦公自動化、通信網(wǎng)絡自動化、自動報警系統(tǒng)等。智能建筑電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡如圖1所示。
    圖1智能建筑電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡示意圖
         案例一:某公司的重要設備發(fā)生了嚴重的故障,但這種故障時常出現(xiàn),并不易被人察覺。因此安裝了智能化電力系統(tǒng),在偶爾出現(xiàn)故障時及時捕捉并記錄了暫態(tài)故障波形。這個信息為公司節(jié)省了巨額的設備修理費用。
         案例二:在某大型園區(qū)中,廠房和辦公樓為主要建筑物,均采用了智能化設計,包括動力電源、中央空調(diào)、安防設備等。每個變電站均配備了變壓器,采用兩進線一母聯(lián)的結(jié)構(gòu)。每個變電站系統(tǒng)都使用了電力監(jiān)控系統(tǒng),主通訊網(wǎng)采用100mTCP/IP光纖以太網(wǎng),監(jiān)控層采用了Modbus總線通信。這代化管理系統(tǒng)對于整個園區(qū)建筑物配電系統(tǒng)的全面管理具有很重要的作用,不僅降低了園區(qū)管理運營的成本,也提高了智能建筑的效率和安全性。
     
    4智能電力系統(tǒng)在電氣節(jié)能中的應用
         建筑物內(nèi)部為了提高供電管理效率,必須要進行智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鋪設。這是因為智能電力架空系統(tǒng)的電力系統(tǒng)設計是以節(jié)能為目標,并擁有巨大的節(jié)能應用空間。而且智能軟件的設計具有靈活性和**性的特點,因此在系統(tǒng)運行的同時也降低了成本。
         智能電力監(jiān)控系統(tǒng)具有分層監(jiān)控的特點,對各個點都能做到有效監(jiān)控。系統(tǒng)建設中,通過智能監(jiān)控系統(tǒng)的自動化運行,將有關數(shù)據(jù)和輸出進行了記錄,并結(jié)合建筑物的特點和電力系統(tǒng)供應情況進行智能化監(jiān)管,保證了監(jiān)控系統(tǒng)的通信連接在低耗能的狀態(tài)下運行,實現(xiàn)了節(jié)能的目標。
         在系統(tǒng)運行過程中,智能監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以對事故發(fā)生的地點和故障進行分析。對有關數(shù)據(jù)按照順序進行記錄。因此,電力系統(tǒng)中的故障,無論是經(jīng)常發(fā)生還是偶然出現(xiàn),均逃不出智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍。而且即便是潛在問題,也能夠通過智能監(jiān)控的數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn),提前進行風險預估并提出維護和保養(yǎng)方案,實現(xiàn)了集中管理控制,延長了機器壽命,達到了節(jié)能的效果。
         智能建筑的結(jié)構(gòu)設計要符合降、綠色建筑的要求,達到率、低能耗、低污染、節(jié)約能源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展目標。對于我國建筑行業(yè),設備運行消耗是主要的資金支出項目。通過智能電力系統(tǒng)的運行,將傳統(tǒng)的能耗降低到*低,提率,削減支出,是電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能之一。通過提高管理效率,供應可靠、安全的電力,減少電能花費,降設備投資等,實現(xiàn)節(jié)能目標。例如**上**品牌powerLogic電力監(jiān)控系統(tǒng)的電氣節(jié)能體現(xiàn)在:通過對電力參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析,建立系統(tǒng)和設備的電能消耗模式,實時檢測電能消耗異常;采取有效措施進行設備改造,避免電能損耗;優(yōu)化配電系統(tǒng),例如集中控制公共照明,減少電能花費,對配電系統(tǒng)進行電能監(jiān)控、分配和計量,避免電能浪費。
     
    5安科瑞電力監(jiān)控解決方案
    5.1概述
         針對用戶(一般為35kV及以下電壓等級),通過微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、電氣接點無線測溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設備、弧光保護裝置等設備組成綜合自動化的綜合監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。
         Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動化及**的要求,針對35kV及以下電壓等級研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應用電力自動化技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和信息傳輸技術,集保護、監(jiān)測、控制、通信等功能于一體的開放式、網(wǎng)絡化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng),適用于35kV及以下電壓等級的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站,可實現(xiàn)對變電站*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(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的**。
     
    5.2應用場所
         適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設計、施工和運行維護。
     
    5.3系統(tǒng)架構(gòu)
         Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設計,可分為三層:站控管理層、網(wǎng)絡通信層和現(xiàn)場設備層,組網(wǎng)方式可為標準網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),根據(jù)用戶用電規(guī)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(wǎng)方式。
    5.4系統(tǒng)功能
         (1)實時監(jiān)測:直觀顯示配電網(wǎng)的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電參數(shù)信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路有關故障、告警等信號。
     
         (2)電參量查詢:在配電一次圖中,可以直接查看該回路詳細電參量。
         (3)曲線查詢:可以直接查看各電參量曲線。
         (4)運行報表:查詢各回路或設備*時間的運行參數(shù)。
         (5)實時告警:具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位,保護動作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。
         (6)歷史事件查詢:對事件進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。
         (7)電能統(tǒng)計報表:系統(tǒng)具備定時抄表匯計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況。
         (8)用戶權限管理:設置了用戶權限管理功能,可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。
         (9)網(wǎng)絡拓撲圖:支持實時監(jiān)視并診斷各設備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
         (10)電能質(zhì)量監(jiān)測:可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。
         (11)遙控功能:可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。
         (12)故障錄波:可在系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。
         (13)事故追憶:可自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時穩(wěn)態(tài)信息。
     
         (14)Web訪問:展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測點位數(shù)量等概況信息,設備通信狀態(tài),用電分析和事件記錄。
         (15)APP訪問:設備數(shù)據(jù)頁面顯示各設備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。
     
    5.5系統(tǒng)硬件配置
     
    6結(jié)束語
         電力監(jiān)控系統(tǒng)是信息時代人類追求工作、生活優(yōu)化的產(chǎn)物。智能建筑必將在未來得到較加廣泛的應用,人們對科技和經(jīng)濟的追求也必然向著智能化和簡約化的方向邁進。因此,電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅是現(xiàn)代建筑智能化管理的必要組成部分,而且已經(jīng)成為新時期智能建筑發(fā)展的重點之一。
     
    參考文獻
    [1]劉竹.電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能建筑和電氣節(jié)能中的應用[J].建筑工程技術與設計,2015(18):1283.
    [2]林璽.智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在電氣節(jié)能中的應用[J].科技傳播,2014(13):210,206.
    [3]熊道輝.智能建筑和電氣節(jié)能中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用
    [4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應用手冊2020.06版
     

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