电力监控系统在安徽空管分局新桥二次雷达建设工程的设计与应用

关键词：机场；电力监控系统；空管。

 

1 项目概述及建设目标
       安徽空管分局新桥机场配电系统包括导航台、航管楼、塔台、二次雷达等，原导航台、航管楼、塔台等已经建设完毕，且已经纳入电力监控系统，本次主要针对二次雷达站配电监控系统接入原电力监控系统，并对原软件进行进一步功能升级。
本次场外二次雷达工程配电系统包括两台变压器以及22路出线。

 

2 配电系统
       机场二次雷达站的配电系统通常比较复杂，负荷等级也较高。对配电系统运行可靠性、电能质量、电气安全等都有着较高的管理要求，这给电力系统的运营管理带来一定要求。通过Acrel-2000电力监控系统对配电网络和电气设备的实时监控。可提高机场供电可靠性和处理突发事件的应对能力，通过监控服务器或者个人电脑远程实现低配电解决方案：
       监测：检查设备性能，监测电气系统及各支路电气设备使用情况、随时监测二次雷达站电能质量是否达标；
       优化：定期自动生成分析撤告，优化资产的使用方式 ，做出正确的运营决策；
       节能：与运维人员实时提醒与报警。远程实施有效用电管理策略；
       控制：通过对低压电气回路加装的多功能监控设备，负责采集下游负载数据并上传至监控端。同时可以接收上游服务器端控制命令，控制断路器分合闸。将企业设备进行负荷分级，当电能或者超标可以切断不重要负荷。
       安全：通过对发电机、双电源切换装置的监控，掌握设备运行状态，一旦设备出现运行异常，及时进行预警，将故障隐患消除在萌芽中。

 

3 电力监控系统的设计
       在监控管理系统的设计中，充分考虑了二次雷达站自身特性，以及用电系统的实际结构、电力系统的实际载荷能力等因素，进而合理的选择管理设备，这既有利于减少系统运作的成本，同时也有利于系统功能的实现，自动化电力监控软件需要简单易操作且符合相关规范标准。
3.1 电力监控设备的选择
       对供电安全可靠性要求包括对供电系统实时的了解、对故障快速的反应和对意外停电能在很短的时间内恢复供电，因此在雷达站内配置的柴油发电机以及双电源切换装置，通过对柴油发电机运行状态的监控，对其油温、液位等进行实时监控，并且对发生的异常情况或者严重故障做出快速反应，通过声光告警信号，避免事故发生；通过I/O模块以及变压器温控器记录所有断路器、变压器、设备的运行状况，比如开关开断次数统计、变压器温度等等设备信息，建立设备维护维修档案，避免因为设备故障导致意外停电；通过多功能计量表计，实时记录各用电设备用电信息。
       考虑配电系统实际运行管理需求，本项目在低压进线、母联等重要回路配置PZ96L-E4/HC，可以实现全电参量测量（三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能、电网频率等）以及电能质量分析；在低压出线回路配置AMC72L-E4/KC，可以实现全电参量测量（三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能、电网频率等）。
3.2 电力监控系统网络构成
       系统采用分层、分布式系统结构，纵向分为三层：监控层、通讯网络层和现场控制层。系统使用高可靠性工业控制计算机及软、硬件系统，高性能的现场总线技术及网络通信技术，整个系统运行安全、稳定可靠、使用维护方便。
       监控层包括工程师站和远动通信站，包含监控计算机、网络交换机、打印机、UPS以及Acrel-2000电力监控软件，其中软件部分具有良好的人机交互界面，通过数据传输协议读取通讯管理机采集的现场各类数据信息，自动经过计算处理，以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况；电能计量管理功能设计各种符合用户的报表格式，报表内数据严格按照各种标准进行计量，搭建完整的计量体系，用户只需查找打印即可，很大的方便了操作，提高了工作效率。
       通讯网络层包括通讯管理机、网络交换机等设备。
3.3 主要设计参考标准
       GBT 14598.300-2008 《微机变压器保护装置通用技术要求》
       DL/T 5430-2009 《无人值班变电站远方监控中心设计技术规程》
       GB/T 50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
       《电网公司十八项电网重大反事故措施》
       DL 448-91 《电能计量装置管理规程》
       ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
3.4 电力监控系统软件功能设计
       系统依据客户实际需求进行设计，并实现了一次主接线图界面显示；电参量遥测及电参量越限报警；事件记录；系统运行异常监测；故障报警及操作记录；电能报表查询与打印；系统负荷实时、历史曲线，用户权限管理等主要功能。
数据采集与管理
       数据采集与处理是供配电系统安全监视和控制的基础，监控系统能实时和定时采集电气设备的模拟量（电流、电压、功率、电度、频率、油温等）和开关量（断路器及隔离开关位置信号、双电源切换装置、设备运行状态信号、以及各种事件信息等）。 监控系统软件可以通过网络直接读取各配电所电力参数测量仪、电能质量监测装置和第三方设备采集的数据，并可以对采集的所有数据进行显示、统计、分析、计算和存储。 实时计算各线路的功率因数。 
       实时计算各线路的有功、无功功率值。 
       实时计算每日、每月各条线路的有功，无功大、小及平均值。 
       实时显示、统计各回路各时段的电度值。实时显示、统计各回路每日、每月、每年的有功电度总值和无功电度总值。
       实时显示电容的投切状态以及手动/自动状态。 
       数据采集周期、方式、参数等可由用户在线定义，状态量的变化优先传送。

信息处理
       对信号采集系统所采集实时数据进行统计、分析、计算，将数据进行定时存储。对同用电单位不同时期、不同用电单位同一时期用电量进行统计；作为电费的管理平台，与实际发生电费进行比较；根据柴油发电机发电量，对消耗燃油进行估算。
       能报表实现了实现了所有电能数据的按时间查询，分为分钟、小时、日、月年等多种类型。
       电能汇总表，所有监控设备电能汇总，按时间段查询，自动计算任意时段用电量。
       打印及导出，所有报表及界面均可打印，或以EXCEL、WORD格式导出。

 

 

 

 

 

画面显示
       22寸彩色液晶显示作为人机交互界面，实时显示配电系统各种信息画面，包括各断路器当前状态、各回路当前电压、电流、功率等测量值的实时信息。声光提示报警信息、保护设备动作及复位信息。
       对任何测量参数绘制趋势图：如电流、电压、电能等。通过用电曲线图可以显示需量的峰值情况，发现危险地负荷趋势或系统的剩余容量。可以将不同时间段的负荷曲线进行汇总或比较，追踪每个用电单位每个回路所需消耗的电力成本。
告警与控制
       当出现开关变位事故、遥测越限、保护动作或其他报警信号时，系统发出音响提示，并自动弹出报警画面，报警需操作员确认后方可复位，报警系统记录入监控数据库。 当发生开关变位时，自动推出时间报警窗和故障相关画面，画面中变位开关闪烁，变色提示并在报警框内有汉字提示的报警语句及当前的变位状态，并指明变位开关名称，运行编号和性质（正常操作或事故跳闸）。 当发生电流/电压越限时，画面闪烁提示，并在报警提示框里显示当前越限值。 监控系统自动存储历史数据和历史事件，用户可以按照设备，数据类型，时间段等等项目自定义查询。 除计算机报警外，系统还设有专门的声光报警器，以提醒值班人员。

 

4 供配电设计中应用电能管理系统的意义
       综上所述，通过电力监控系统可以帮助机场雷达站提高用电安全系数、减少损失、降低运营成本，并能够确保电网管理效率、缩小电力运营成本，也成为供配电设计中不可或缺的重要组成部分。电力系统的通信、故障报警、数据存储记录等功能使得工作人员在实际工作中更加方便，可以通过人机操作界面, 直接了解到电力系统的运行状态,并能迅速传递出操作指令，由于监控设备对数据的传递都是通过网络传输来实现，因此，不同的电力监控系统可以设计不同的组网方式,确保数据信息能够迅速、准确的进行传输。