论文部分内容阅读
摘要：电力监控系统在供配电设计中用途很大，只需要少量投资，就能够提高供配电系统的安全性、可靠性，并提高其自动化水平。电力监控系统可以减少人力投入，可以迅速发现故障、及时切除与恢复，优化了用电管理。确保电力使用安全可靠、经济、洁净。本文将从分析电力监控系统特点出发，分析在供配电设计中如何应用电力监控系统。
关键词：电力监控系统；供配电设计；应用
国内经济发展加速，电力需求量不断上涨，当下供配电设计则面临着发展的新挑战与机遇。当下社会需要供电单位与用户提高效率、降低运营成本以及减少损失，电力监控系统作为供配电设计当中重要的组成部分。可以实现电网管理高效化、节约电力运营的成本。国内科技与生产力不断提升，为了不断优化供配电设计，应该重视电力监控系统的开发研究，不断创新，使得电力监控系统充分发挥重要作用。
一、电力监控系统定义与特点
电力监控系统需要计算机、通讯设备以及测控单元作为基本的工具，有效帮助变配電系统采集实时数据，检测开关状态以及实现远程控制，可以与检测、控制设备形成任意复杂监控系统，在变配电监控过程中发挥重要作用。降低了企业运作成本，及时发现并恢复故障，提高生产效率，提高安全性。除此之外，将其与互联网技术的结合使用，可以让相关工作人员及时接收到信息，可以减少值班人员的数量，提高工作效率。
电力监控系统的软件模块化，硬件同时实现模块化与智能化，采用工业标准来完成软、硬件的设计，大大提高了可靠性。电力监控系统主要特点概括如下：其一，整个系统的ICU与RTU都是由16位的微机组成，这种集散型的监控系统，通常速度较快、实时且同机种通讯比较稳定可靠。其二， ICU自带CPU，采集的周期较短、实时、系统冗余度较高、通讯帧数少，避免出现大量通讯误码。其三，各系统具有独立性，工作中不会相互干扰，实现了控制的硬件系统模块化，如果采用总线方式还能够节省缆线与工程的费用。最后，子系统逐渐实现模块化，大大提高了整体系统的安全性与可靠性。
二、电力监控系统功能分析
（一）数据采集与处理功能。在数据采集方面主要包括开关量、模拟量采集和电能计量采集三个方面。这其中，隔离开关状态、运行报警信号、断路器状态以及断电保护动作等信号信息，都是电力监控系统需要采集的数据信息；而供配电的电压、电流以及功率、频率等信息数据的采集，都是电力监控系统采集的模拟量；同时，利用机械式的电能表对无功电能以及有功电能的信息采集，就是电能计量，另一方面，对信息数据的记录与存储、分析，有助于电力监控系统及时有效的采取处理措施，在方便用户查询数据信息的同时，还能有效快捷的解决供配电过程中出现的突发状况。
（二）记录功能。记录功能包括时间顺序的记录和故障记录两方面。其中，时间顺序记录模式，可以有效的记录供配电各个程序中的数据输出和输入信息状态，当然这需要监控系统的采集数据库有足够大的内存空间，当远方集中控制主站或后台监控系统通信中断时，还能确保事件信息、数据不会丢失；故障记录是指对故障动作前后，对与故障相关的电压和电流量等信息数据的记录，这种信息的记录，省去了费力去查找故障点的时间，同时，根据保存的数据，还能有效的采取应对措施。
（三）监视功能。监视功能包括对电能质量的监视以及安全监视。电能质量问题主要包括电力设备故障、频率的动态扰动和静态偏差以及人为对电流、电压的误操作行为；安全监视指的是在电力监控系统在运行的过程中，对采集的电压、电流等模拟量，以及自控装置的运行状况，进行不间断的监视，以便在发生供配电故障时，能及时发出报警信号。
（四）远程操作功能。在允许电动操作的前提下，操作人员可利用计算机对隔离开关和断路器进行分、合闸操作。比如说在供电过程中，操作断路器时，可远程控制自动重合闸；根据采集到的实时的信息，还可以实现自动隔离开关与断路器间的闭锁操作。这种监控功能，可以通过对采集数据的分析，在故障发生之前，为操作人员提供足够的思考应对措施的时间。
三、电子监控系统在供配电设计中的应用
（一）系统拓扑结构方面。首先，现场层的主要目的就是对运行中的配电系统各类运行参数做好测量与采集，同时将获取的数据信息传输到监控系统。选择适用的设备在现场电缆分接箱内装设。并且各类设备应该在不依赖于主控计算机运行情况下，可以保持互相独立来完成各自功能。所以，可以通过现场总线将各项检测数据及时传送到中间层来完成数据处理，且通过电力监控系统来完成相应操作。
其次就是主控层，一般状况下，电力监控系统主控层往往处于中控室或者是值班室，同时还需要配备计算机、打印机等高性能设备。所以，在主控计算机上安装相关的电力监控软件，同时根据安装软件实行人机界面与各种管理功能，从而实时对整个箱式配电系统进行监控。
（二）网络方案的设计。因为电力监控系统基本都依赖于现场的总线技术，同时对电网完成逐一控制管理的。在实际运行过程中，也可以将其挂接到总线上，使用智能设备连接形成网络系统。如此，简单方便的组网方案不仅成本较低，还可以有效解决传输现场的只能健康设备所获取的数据信息。进而可以准确及时传达相关操作命令，确保有效实现电力系统的监控功能。
1、针对分散型的大系统，因为电力监控系统现场的智能监控设备很多，往往分布较散。在进行设计时，应该首先将现场总线上都接入现场智能监控设备，再将监控系统各条总线分别接入网关来完成设计。
2、针对较为集中的小系统，与那些设计分散的大系统的配置方式不同，由于它的现场智能监控设备比较少但是分布集中，这样就决定了在设计小系统时应该将全部智能设备连接于一条总线上，再通过接口转换器直接与监控主机进行数据交换。
3、针对有多个子变电站的大型系统，因为电力监控系统相对较复杂，所以，在对其进行设计时，应该注重提高系统的稳定性。因此，可以在每个子站都配置一台监控主机，保证供配电系统中各项信号数据都完整。同时，该主机还对现场智能监控设备进行管理维护以及对站内的数据进行运算处理，此时只需将一些必要的信息发送给远方的监控中心主机，监控中心主机再根据反馈的信息进行相应的授权操作，这样，将会大大提高了电力监控系统效率和可靠性，并提供配电设计的质量。
四、结语
因为现场监控设备所采集数据与监控机下达命令都需要网络来进行传输的。所以，应该按照不同系统，设计适用的组网方式，确保数据可以准确、快速传输。设计过程中，需要按照企业需求以及负荷情况综合考虑，选择最合理的智能监控设备。监控组态软件中应该包括通信、绘图、编辑、报警、实时以及身份校验等功能。确保系统操作人员可以在使用基于组态软件开发出来的人机界面，更方便直观地掌握电网运行状态，同时可以及时准确地下达操作命令。
参考文献：
[1] 张冰，许立国. 浅析供配电设计中电力监控系统的作用[J]. 黑龙江科技信息. 2011（07）
[2] 李洪春. 电力监控在住宅小区供配电中的应用[J]. 科技信息. 2006（10）
[3] 崔振华. 浅谈无功补偿在电力系统中的应用[J]. 今日科苑. 2009（08）
[4] 张成虎. 混沌现象对电力系统中的影响与应用[J]. 科技资讯. 2008（12）
[5]黄国庆. 浅谈供配电设计及电力监控[J]. 科技资讯， 2009，（09）
[6]周世明. 电力监控系统的设计及应用[J]. 中国新技术新产品， 2009，（23）
[7]林海雪；现代社会对供电电能质量的要求[N]；中国电子报；2003年
关键词：电力监控系统；供配电设计；应用
国内经济发展加速，电力需求量不断上涨，当下供配电设计则面临着发展的新挑战与机遇。当下社会需要供电单位与用户提高效率、降低运营成本以及减少损失，电力监控系统作为供配电设计当中重要的组成部分。可以实现电网管理高效化、节约电力运营的成本。国内科技与生产力不断提升，为了不断优化供配电设计，应该重视电力监控系统的开发研究，不断创新，使得电力监控系统充分发挥重要作用。
一、电力监控系统定义与特点
电力监控系统需要计算机、通讯设备以及测控单元作为基本的工具，有效帮助变配電系统采集实时数据，检测开关状态以及实现远程控制，可以与检测、控制设备形成任意复杂监控系统，在变配电监控过程中发挥重要作用。降低了企业运作成本，及时发现并恢复故障，提高生产效率，提高安全性。除此之外，将其与互联网技术的结合使用，可以让相关工作人员及时接收到信息，可以减少值班人员的数量，提高工作效率。
电力监控系统的软件模块化，硬件同时实现模块化与智能化，采用工业标准来完成软、硬件的设计，大大提高了可靠性。电力监控系统主要特点概括如下：其一，整个系统的ICU与RTU都是由16位的微机组成，这种集散型的监控系统，通常速度较快、实时且同机种通讯比较稳定可靠。其二， ICU自带CPU，采集的周期较短、实时、系统冗余度较高、通讯帧数少，避免出现大量通讯误码。其三，各系统具有独立性，工作中不会相互干扰，实现了控制的硬件系统模块化，如果采用总线方式还能够节省缆线与工程的费用。最后，子系统逐渐实现模块化，大大提高了整体系统的安全性与可靠性。
二、电力监控系统功能分析
（一）数据采集与处理功能。在数据采集方面主要包括开关量、模拟量采集和电能计量采集三个方面。这其中，隔离开关状态、运行报警信号、断路器状态以及断电保护动作等信号信息，都是电力监控系统需要采集的数据信息；而供配电的电压、电流以及功率、频率等信息数据的采集，都是电力监控系统采集的模拟量；同时，利用机械式的电能表对无功电能以及有功电能的信息采集，就是电能计量，另一方面，对信息数据的记录与存储、分析，有助于电力监控系统及时有效的采取处理措施，在方便用户查询数据信息的同时，还能有效快捷的解决供配电过程中出现的突发状况。
（二）记录功能。记录功能包括时间顺序的记录和故障记录两方面。其中，时间顺序记录模式，可以有效的记录供配电各个程序中的数据输出和输入信息状态，当然这需要监控系统的采集数据库有足够大的内存空间，当远方集中控制主站或后台监控系统通信中断时，还能确保事件信息、数据不会丢失；故障记录是指对故障动作前后，对与故障相关的电压和电流量等信息数据的记录，这种信息的记录，省去了费力去查找故障点的时间，同时，根据保存的数据，还能有效的采取应对措施。
（三）监视功能。监视功能包括对电能质量的监视以及安全监视。电能质量问题主要包括电力设备故障、频率的动态扰动和静态偏差以及人为对电流、电压的误操作行为；安全监视指的是在电力监控系统在运行的过程中，对采集的电压、电流等模拟量，以及自控装置的运行状况，进行不间断的监视，以便在发生供配电故障时，能及时发出报警信号。
（四）远程操作功能。在允许电动操作的前提下，操作人员可利用计算机对隔离开关和断路器进行分、合闸操作。比如说在供电过程中，操作断路器时，可远程控制自动重合闸；根据采集到的实时的信息，还可以实现自动隔离开关与断路器间的闭锁操作。这种监控功能，可以通过对采集数据的分析，在故障发生之前，为操作人员提供足够的思考应对措施的时间。
三、电子监控系统在供配电设计中的应用
（一）系统拓扑结构方面。首先，现场层的主要目的就是对运行中的配电系统各类运行参数做好测量与采集，同时将获取的数据信息传输到监控系统。选择适用的设备在现场电缆分接箱内装设。并且各类设备应该在不依赖于主控计算机运行情况下，可以保持互相独立来完成各自功能。所以，可以通过现场总线将各项检测数据及时传送到中间层来完成数据处理，且通过电力监控系统来完成相应操作。
其次就是主控层，一般状况下，电力监控系统主控层往往处于中控室或者是值班室，同时还需要配备计算机、打印机等高性能设备。所以，在主控计算机上安装相关的电力监控软件，同时根据安装软件实行人机界面与各种管理功能，从而实时对整个箱式配电系统进行监控。
（二）网络方案的设计。因为电力监控系统基本都依赖于现场的总线技术，同时对电网完成逐一控制管理的。在实际运行过程中，也可以将其挂接到总线上，使用智能设备连接形成网络系统。如此，简单方便的组网方案不仅成本较低，还可以有效解决传输现场的只能健康设备所获取的数据信息。进而可以准确及时传达相关操作命令，确保有效实现电力系统的监控功能。
1、针对分散型的大系统，因为电力监控系统现场的智能监控设备很多，往往分布较散。在进行设计时，应该首先将现场总线上都接入现场智能监控设备，再将监控系统各条总线分别接入网关来完成设计。
2、针对较为集中的小系统，与那些设计分散的大系统的配置方式不同，由于它的现场智能监控设备比较少但是分布集中，这样就决定了在设计小系统时应该将全部智能设备连接于一条总线上，再通过接口转换器直接与监控主机进行数据交换。
3、针对有多个子变电站的大型系统，因为电力监控系统相对较复杂，所以，在对其进行设计时，应该注重提高系统的稳定性。因此，可以在每个子站都配置一台监控主机，保证供配电系统中各项信号数据都完整。同时，该主机还对现场智能监控设备进行管理维护以及对站内的数据进行运算处理，此时只需将一些必要的信息发送给远方的监控中心主机，监控中心主机再根据反馈的信息进行相应的授权操作，这样，将会大大提高了电力监控系统效率和可靠性，并提供配电设计的质量。
四、结语
因为现场监控设备所采集数据与监控机下达命令都需要网络来进行传输的。所以，应该按照不同系统，设计适用的组网方式，确保数据可以准确、快速传输。设计过程中，需要按照企业需求以及负荷情况综合考虑，选择最合理的智能监控设备。监控组态软件中应该包括通信、绘图、编辑、报警、实时以及身份校验等功能。确保系统操作人员可以在使用基于组态软件开发出来的人机界面，更方便直观地掌握电网运行状态，同时可以及时准确地下达操作命令。
参考文献：
[1] 张冰，许立国. 浅析供配电设计中电力监控系统的作用[J]. 黑龙江科技信息. 2011（07）
[2] 李洪春. 电力监控在住宅小区供配电中的应用[J]. 科技信息. 2006（10）
[3] 崔振华. 浅谈无功补偿在电力系统中的应用[J]. 今日科苑. 2009（08）
[4] 张成虎. 混沌现象对电力系统中的影响与应用[J]. 科技资讯. 2008（12）
[5]黄国庆. 浅谈供配电设计及电力监控[J]. 科技资讯， 2009，（09）
[6]周世明. 电力监控系统的设计及应用[J]. 中国新技术新产品， 2009，（23）
[7]林海雪；现代社会对供电电能质量的要求[N]；中国电子报；2003年