电力监控系统的设计

摘要：

本文介绍了电力监控系统的设计，包含常见的应用场景，网络架构，及可接入的各种监控设备。

关键词：

电力监控系统的设计；配电房；通信机；；电力监控系统；组态软件；电力运维平台。

概述

随着管理人员的学历提高、计算机技术的进步、电力二次设备的降价，电力监控系统的价格也由原来的高不可及变成标配产品。越来越多的新建项目的供配电工程对电力监控系统做了相应的投资，一些投运已久的项目也做了相应的电力监控系统的智能化改造。

随着电力监控系统的普及，其由原来的只监控10kV以上的设备逐步涵盖到变压器、低压回路、直流屏、发电机等传统设备，并延伸至变电所内环境、门禁、视频、机器人巡检等领域，网络架构也由本地监控扩展到物联网范畴。

电力监控系统技术的进步、监控范围的扩大、传输的方式增多，功能由传统的四遥功能扩展到安防监控、消防报警、机器人巡检等实用性功能，极大的增强了供配电运行的安全性，降低了管理人员的劳动强度，做到了有据可查、报警及时。

下面从几个方面详细介绍电力监控系统的主要功能。

单变电所电力监控系统的设计

1.接入设备介绍

单变电所的通常是指只有1个变电所，包含了10kV配电柜、直流屏、变压器、低压出线柜、发电机等。接入的设备如下表所示。

2.电力监控系统的设计清单典型的配置清单如下表所示。

4.某专业医院电力监控系统的设计

设计图纸如下图所示。

设计图纸如下图所示。

某房地产小区电力监控系统的设计说明

本工程专用中心配电室内各进、出线回路采用微机保护测控装置,实现各回路保护及电气量采集。变配电房内各低压进出线回路采用电力网络仪表以采集各回路电压、电流、电度量等数据。本工程监控范围包括变配电房所有智能设备,在监控值班室内设置后台监控系统,后台监控系统采用配电综合自动化系统软件,包括前置通讯管理机和后台监控机,各配电室内智能设备均通过RS-485通讯方式与前置通讯管理机通讯。

后台监控系统功能说明:

（1）数据采集:系统实时采集间隔层上传的模拟量(如电压、电流、功率、频率、温度等)、遥信(如开关位置、刀闸位置、手车位置等)、电度计量、保护信号及综合自动化等信息。发送各种数据信息及控制命令。

6.某初中教学楼电力监控系统的设计

设计图纸如下图所示。

2.电力监控系统的设计清单

电力监控系统需要在每个变电所设置一套QDLIB数据采集箱，数据采集箱包含了通信机、光纤收发器及各种配套的电器元件，典型的配置清单如下表所示。

3.电力监控系统的设计典型网络结构

电力监控系统的设计包含多个变电所时，网络采用光纤网络，可组成星型或环装网络，监控主机采用2台互为备份，确保数据的可靠性。典型的网路结构图如下图所示。

设计说明：

测量功能

三相电流,三相电压

有功功率，无功功率，视在功率

功率因数,频率

有功电度计量(带方向)，无功电度计量(带方向)

2路DI/开关量输入

功率因数补偿功能

12路电容器投切控制,循环投切

动态跟踪负荷变化

过压、欠压、相序错及缺相报警

故障自动闭锁投切

保护功能

整体电力监控系统的设计图纸如下图所示。

单一的变电所电力监控系统的设计图纸如下图所示。

6.某高校电力监控系统的设计

某高校电力监控系统的设计说明:

（1）10kV高压系统与0.4kV低压系统分别设置微机工作站,对各系统进行管理。

（2）10kV高压微机保护装置采用以太网组网;与10kV系统相关的其他智能装置一般为RS485接口,经通讯管理机接入10kV工作站。

（3）校区内0.4kV低压配电系统经过通讯网关采用以太网接入低压工作站。

（4）10kV及0.4kV微机后台系统预留远动接口,可接入上级调度管理系统。

（5）高、低压微机后台系统作为独立子系统安装在能源中心二楼电力集控室。

7.某政务办公大楼电力监控系统的设计

（1）整体电力监控系统的设计图纸如下图所示。

（2）单一的变电所电力监控系统的设计图纸如下图所示。

1#变电所网络拓扑图

2#、3#变电所网络拓扑图

4#变电所网络拓扑图

5#及10kV变电所网络拓扑图

电力监控系统主要功能

1.实时监视

庆德隆电力监控系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态。系统实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

一次图显示各回路对应回路名称、电流、电压、总有功功率、总功率因数，断路器、地刀、隔离开关等合分位状态，弹簧储能状态、手车位置状态。

2.报警及事件

实时报警

实时报警窗口监测系统所采集的遥测量。报警窗口会在系统运行时自动打开，并一直隐藏在后台。

当有电流或者电压越限，并且触及报警界限时，“相应实时报警”窗口就会自动弹出，并以红色字体显示具体的报警信息：回路名、越限的电参量、报警值等。

历史报警

通过设置开始时间和结束时间，即可查询到过去任意时间段内的系统报警信息，包括遥测报警和遥信报警，还包括具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

3.数据分析

报表功能

庆德隆电力监控系统自带数据库，对采集到的电力参数进行存储和管理。

电力参数分为实时显示参数和历史参数。所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、指定时间或选择查询近更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。

主要功能：查询各回路或者设备指定时间的运行参数，报表中显示电参量信息包括三相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、四象限电能等。电参量报表支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。

报表功能如下图所示。

曲线功能

庆德隆电力监控系统对支持电参量曲线功能，曲线分为实时曲线及历史曲线，支持同一界面显示多条曲线并以不同颜色进行区分。曲线记录Zui大值、Zui小值及平均值，以及极值发生的时间。

曲线功能如下图所示。

4.远程控制

庆德隆电力监控系统支持远程控制功能，在监控主机上通过管理员权限对变电所内的开关进行远程分合闸操作。

遥控功能界面如下图所示。

输入验证码，点击确认即可实现遥控功能。

5.用户管理

庆德隆电力监控系统有完善的用户管理功能，避免越权操作。

每一级权限对应相应的控制权限，Zui多可设置多级不同权限，并记录权限用户的操作。

管理员具有Zui高的权限，并可以对其他用户或者计算机的权限进行设置；

用户或者计算机被设置了权限之后只能在权限规定的范围内操作或者浏览，权限范围以外的功能都将被禁止；

所有用户的操作都将被系统日志记录下来，包括操作时间、操作类型、操作对象、操作结果等等信息。

用户管理界面如下图所示。

结束语

随着社会经济的发展，用电需求剧增，供配电安全至关重要，供配电智能化管理的需求日益增大。

本文介绍的电力监控系统的主要功能，系统可以实现对配电室供配电回路用电的实时监控。通过智能仪表、通信机、计算机等组成电力监控系统不仅能显示回路用电状况，还具有实时告警、故障分析、事件追忆等实用功能。在日常运维过程中，为解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的经济效益及安全保障。