安科瑞 繆凱倫

摘要(yao)：基(ji)于目前(qian)科學技(ji)術(shu)飛速發展，人們對(dui)電(dian)力(li)資源的(de)依賴越(yue)來越(yue)廣泛(fan)，而現(xian)階段國內電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)的(de)運營成(cheng)本還相對(dui)較高，因此完善電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)各方(fang)面的(de)工作(zuo)已(yi)經勢在必行。電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)在整個電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)中具(ju)有(you)重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，它(ta)能(neng)夠有(you)力(li)的(de)促進電(dian)網管理工作(zuo)效率(lv)，降低電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)的(de)運營成(cheng)本，本文通過長春區醫院電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)的(de)應(ying)用(yong)介紹電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)(tong)在醫院大(da)樓中的(de)應(ying)用(yong)。

關鍵字：電力(li)系統；數據采(cai)集；醫院；監控(kong)系統

0  引言

隨著電(dian)力(li)網(wang)絡的(de)不(bu)斷發展，用(yong)電(dian)負荷的(de)持(chi)續(xu)增長，各種新型負載不(bu)斷涌現，用(yong)戶更(geng)(geng)加關注電(dian)能(neng)質量問題(ti)，同時也對(dui)電(dian)能(neng)質量提出(chu)了(le)更(geng)(geng)加嚴格的(de)要(yao)(yao)求。用(yong)戶需(xu)要(yao)(yao)更(geng)(geng)加有效的(de)電(dian)力(li)監控(kong)管理解決方案來(lai)應(ying)對(dui)上(shang)述(shu)變(bian)化帶來(lai)的(de)挑戰，以實現配電(dian)系統持(chi)續(xu)可靠(kao)、低耗的(de)運行。本文(wen)通(tong)過對(dui)福建(jian)天津東麗區(qu)陽(yang)光(guang)新城市購物廣場電(dian)力(li)監控(kong)的(de)建(jian)設，介(jie)紹(shao)電(dian)力(li)監控(kong)系統在商業(ye)建(jian)筑中的(de)應(ying)用(yong)。

1  項目(mu)概述及建設目(mu)標

長春(chun)區醫(yi)院(yuan)（吉林肢體(ti)傷殘(can)康(kang)復醫(yi)院(yuan)）于(yu)1996年9月1日在(zai)西(xi)郊路７３號注冊成立,公司(si)成立之初主要經營(ying)綜(zong)合性(xing)門診(zhen)，注冊員工人數為10000人。本次醫(yi)院(yuan)遷址項目中有2珠海優特(te)保護(hu)裝(zhuang)置和30塊PZ謝列儀表納入后臺(tai)監控系統(tong)。

本電力監(jian)控(kong)系統中，監(jian)控(kong)要求主要有以下幾個方面(mian)：

1.要求系統能夠準確的對電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、視在功率、功率因數、頻率、開關狀態等信息進行檢測。
2.要求系統能夠及時的傳遞設備運作狀態以及故障信息。
3.要求系統能夠通過設定，對各種信息進行報警。
4.要(yao)求系統(tong)能(neng)夠就(jiu)地顯示(shi)出各部分運作信(xin)息。

2  電力監控系統的設計

在監控系(xi)(xi)統的設計(ji)中，要(yao)充分考慮客戶的實際需求，以及電(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統的實際結構(gou)、電(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統的實際載(zai)荷能力(li)等(deng)因素，進而(er)合理的選擇(ze)監控設備，這既有利于減少(shao)系(xi)(xi)統運作的成本，同時也(ye)有利于系(xi)(xi)統功能的實現。

本項目的(de)(de)電(dian)(dian)力監(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)，可以實現對變電(dian)(dian)所內(nei)(nei)高(gao)、低壓(ya)配電(dian)(dian)回(hui)路的(de)(de)實時監(jian)(jian)(jian)控，有(you)利于(yu)電(dian)(dian)能(neng)管理(li)。另(ling)一方面，電(dian)(dian)力監(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)不僅(jin)能(neng)夠準(zhun)確的(de)(de)表示(shi)出(chu)回(hui)路的(de)(de)用電(dian)(dian)狀況(kuang)，它(ta)還具備網絡通(tong)訊等(deng)功能(neng)，能(neng)夠與計算機、串口服務器(qi)等(deng)設備進行組(zu)合，及時的(de)(de)顯示(shi)院內(nei)(nei)各(ge)個配電(dian)(dian)回(hui)路的(de)(de)運作狀態，當醫院內(nei)(nei)電(dian)(dian)力系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)負載越標(biao)時，電(dian)(dian)力監(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)能(neng)夠迅速報警，發出(chu)語音提(ti)示(shi)。另(ling)外，電(dian)(dian)力監(jian)(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)還能(neng)夠生成報表、曲線圖等(deng)統(tong)(tong)(tong)計信息，便(bian)于(yu)有(you)關人員(yuan)分(fen)析(xi)醫院內(nei)(nei)各(ge)部(bu)分(fen)的(de)(de)用電(dian)(dian)狀況(kuang)，使(shi)醫院內(nei)(nei)的(de)(de)用電(dian)(dian)活動更加安全，從而保證醫院內(nei)(nei)人員(yuan)的(de)(de)生命安全，提(ti)高(gao)醫院工作人員(yuan)的(de)(de)工作效率。

2.1 系統結構

依(yi)據新(xin)建醫院(yuan)的(de)配電情(qing)(qing)況分布(bu)情(qing)(qing)況，在線監測系統(tong)(tong)建設(she)(she)采(cai)用分層(ceng)分布(bu)式結構，系統(tong)(tong)包括：站(zhan)控管理(li)層(ceng)、網(wang)絡(luo)通訊層(ceng)、現場設(she)(she)備層(ceng)。系統(tong)(tong)網(wang)絡(luo)結構如圖所示：

站(zhan)控(kong)管(guan)(guan)理層管(guan)(guan)理人員與計算(suan)機(ji)(ji)進行(xing)(xing)人機(ji)(ji)交互的(de)直接窗口，對采集的(de)現場(chang)(chang)各類數(shu)(shu)據信(xin)息計算(suan)、分(fen)析與處理，并以圖形、數(shu)(shu)顯、聲音(yin)等(deng)方式反映現場(chang)(chang)的(de)運(yun)行(xing)(xing)狀況，是系(xi)統(tong)(tong)的(de)上層部分(fen)。主要(yao)由系(xi)統(tong)(tong)軟件(jian)和必要(yao)的(de)硬件(jian)設備，如(ru)工業級計算(suan)機(ji)(ji)、打印機(ji)(ji)、UPS電(dian)源等(deng)組成。

通訊(xun)層使用的(de)設備(bei)為NPORT5630-8串(chuan)口服務器。該(gai)層是數據信息交換的(de)橋梁(liang)，負責(ze)對現(xian)場設備(bei)回送的(de)數據信息進行(xing)采(cai)集、分類和(he)傳送等工作(zuo)的(de)同時，轉達(da)上(shang)位機對現(xian)場設備(bei)的(de)各種控制命令。

現(xian)場設備層主要是連(lian)接于網(wang)絡中用(yong)于電參量采(cai)集測量的各類(lei)型的儀表等(deng)(deng)，也(ye)是構建該(gai)配(pei)電系統必要的基(ji)本組成(cheng)元素。現(xian)場配(pei)置珠海優特的綜保和(he)安科瑞電器的低壓儀表。實現(xian)每個回路三(san)相電流、三(san)相電壓、頻率、功(gong)率、四象限電能等(deng)(deng)電參量監測、保護(hu)動作(zuo)信息檢測；并對(dui)每個回路斷(duan)路器分合閘(zha)狀態進行監測。

2.2 網絡設計

電力監(jian)(jian)控(kong)系統中的(de)網絡系統能夠及時的(de)對(dui)數據進行傳(chuan)輸，并迅速傳(chuan)遞操作指(zhi)令，是實現電力監(jian)(jian)控(kong)系統各(ge)項功能的(de)基礎。把現場(chang)每個設備就地(di)與(yu)總線連(lian)接，之后在(zai)把各(ge)條總線全(quan)部(bu)接入(ru)通訊網關，來實現與(yu)主機的(de)傳(chuan)遞。

2.3監(jian)控系(xi)統軟(ruan)件功能設計(ji)

系(xi)統(tong)依(yi)據客(ke)戶(hu)實(shi)(shi)際需求(qiu)進行設計，并實(shi)(shi)現了一次(ci)主接線(xian)圖界面顯(xian)示；電參(can)(can)量遙測及(ji)電參(can)(can)量越限(xian)報警；事件記(ji)錄(lu)；系(xi)統(tong)運行異常監測；故障報警及(ji)操作記(ji)錄(lu)；報表(biao)查詢與打印；系(xi)統(tong)負荷實(shi)(shi)時、歷史曲線(xian)，用(yong)戶(hu)權限(xian)管(guan)理(li)等主要功能。

2.3.1數(shu)據的(de)采(cai)集與處理

數(shu)據采集(ji)主(zhu)要(yao)包括模擬量(liang)以及(ji)開關量(liang)的(de)(de)(de)采集(ji)。模擬量(liang)的(de)(de)(de)采集(ji)主(zhu)要(yao)是對線路電壓、電流、功(gong)率、功(gong)率因數(shu)、頻率等信息進行采集(ji)，開關量(liang)的(de)(de)(de)采集(ji)則(ze)主(zhu)要(yao)是對斷(duan)路器、隔離開關、接(jie)地(di)刀閘等設(she)備(bei)的(de)(de)(de)工作狀(zhuang)態(tai)，以及(ji)斷(duan)電保護、運行故障等報警信息進行采集(ji)，實現(xian)遠程(cheng)數(shu)據的(de)(de)(de)本地(di)實時(shi)顯示。數(shu)據處(chu)理主(zhu)要(yao)是把(ba)按要(yao)求采集(ji)到(dao)的(de)(de)(de)電參(can)量(liang)實時(shi)準確的(de)(de)(de)顯示給用戶，達到(dao)配電監(jian)控的(de)(de)(de)自動化化和智(zhi)能化要(yao)求，同時(shi)把(ba)采集(ji)到(dao)的(de)(de)(de)數(shu)據存入數(shu)據庫(ku)供用戶查詢。

2.3.2數據記錄

電(dian)力監控(kong)系統的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據記(ji)(ji)(ji)錄(lu)功能(neng)(neng)主要(yao)就是對(dui)(dui)(dui)斷路器(qi)分合狀態以及保護(hu)動作的(de)(de)(de)(de)前后(hou)順序進(jin)行記(ji)(ji)(ji)錄(lu)，它要(yao)求系統中須(xu)有足夠的(de)(de)(de)(de)內(nei)存空間，進(jin)而長時間的(de)(de)(de)(de)、大量的(de)(de)(de)(de)對(dui)(dui)(dui)數(shu)(shu)據信(xin)(xin)息(xi)(xi)進(jin)行記(ji)(ji)(ji)錄(lu)和(he)存儲(chu)。其次，電(dian)力監控(kong)系統的(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據記(ji)(ji)(ji)錄(lu)功能(neng)(neng)也包括對(dui)(dui)(dui)故障(zhang)信(xin)(xin)息(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)記(ji)(ji)(ji)錄(lu)，即對(dui)(dui)(dui)故障(zhang)發(fa)生時的(de)(de)(de)(de)實時電(dian)流(liu)、實時電(dian)壓(ya)等(deng)數(shu)(shu)據進(jin)行記(ji)(ji)(ji)錄(lu)存儲(chu)。由此(ci)可(ke)見，數(shu)(shu)據記(ji)(ji)(ji)錄(lu)功能(neng)(neng)可(ke)以通過對(dui)(dui)(dui)保護(hu)裝置工作狀態的(de)(de)(de)(de)記(ji)(ji)(ji)錄(lu)，以及對(dui)(dui)(dui)故障(zhang)信(xin)(xin)息(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)記(ji)(ji)(ji)錄(lu)，準確的(de)(de)(de)(de)反(fan)映(ying)出系統中存在的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，從而便(bian)于(yu)工作人(ren)員解(jie)決。

2.3.3電能管理

為了(le)實現對(dui)本醫院內各回(hui)路(lu)(lu)用(yong)電(dian)(dian)量的(de)監(jian)管(guan)，系(xi)統設計(ji)了(le)電(dian)(dian)能(neng)管(guan)理報表(biao)，系(xi)統通過(guo)(guo)對(dui)有(you)功(gong)電(dian)(dian)度的(de)采集(ji)，按照回(hui)路(lu)(lu)名稱的(de)不同，自動生成(cheng)日報表(biao)、月報表(biao)和年報表(biao)并有(you)報表(biao)打印功(gong)能(neng)，并可(ke)(ke)對(dui)某一回(hui)路(lu)(lu)的(de)某一時間段(duan)內的(de)用(yong)電(dian)(dian)量進行(xing)查(cha)詢，可(ke)(ke)以幫助物(wu)業(ye)建(jian)立有(you)效的(de)用(yong)能(neng)管(guan)理考核制度。通過(guo)(guo)系(xi)統的(de)建(jian)設和制度的(de)建(jian)立，使各入駐(zhu)管(guan)理人員節能(neng)意識大(da)大(da)提高，有(you)效的(de)節約了(le)能(neng)源(yuan)消耗(hao)。

3  供配電設計中應用電力(li)監控系統的意(yi)義

綜上所述，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)系統(tong)幫助用電(dian)(dian)(dian)(dian)單位提高(gao)效(xiao)率、減少損失、降(jiang)低運(yun)(yun)營(ying)成本(ben)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)系統(tong)能(neng)(neng)夠有效(xiao)確(que)保(bao)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)管理效(xiao)率、縮小電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)運(yun)(yun)營(ying)成本(ben)，也成為供(gong)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)設(she)(she)計(ji)中(zhong)*的(de)(de)重要組成部分。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)系統(tong)的(de)(de)通(tong)信、故障報警、數(shu)據存儲記錄等功能(neng)(neng)使(shi)得(de)工作(zuo)人員在(zai)實際工作(zuo)中(zhong)更(geng)加方(fang)便，可以通(tong)過(guo)人機操作(zuo)界面(mian), 直接(jie)了解到電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)的(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)狀(zhuang)態,并能(neng)(neng)迅速傳(chuan)遞出操作(zuo)指令，由于監(jian)(jian)控(kong)(kong)設(she)(she)備(bei)對數(shu)據的(de)(de)傳(chuan)遞都(dou)是通(tong)過(guo)網(wang)絡傳(chuan)輸來實現，因此，不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)系統(tong)可以設(she)(she)計(ji)不同(tong)的(de)(de)組網(wang)方(fang)式(shi),確(que)保(bao)數(shu)據信息能(neng)(neng)夠迅速的(de)(de)進行(xing)傳(chuan)輸。另一方(fang)面(mian)，在(zai)供(gong)配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)設(she)(she)計(ji)中(zhong)運(yun)(yun)用電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)系統(tong)，應(ying)該根據實際情況(kuang)選(xuan)擇監(jian)(jian)控(kong)(kong)設(she)(she)備(bei)。

在醫院(yuan)建筑等場(chang)所設置電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)，可(ke)以(yi)實現對院(yuan)內(nei)(nei)低壓配電(dian)(dian)(dian)回(hui)(hui)路的(de)實時(shi)(shi)監控(kong)，有(you)利(li)于電(dian)(dian)(dian)能(neng)管理。另一方面，電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)不僅能(neng)夠(gou)準(zhun)確的(de)表(biao)示(shi)出(chu)(chu)回(hui)(hui)路的(de)用電(dian)(dian)(dian)狀況(kuang)(kuang)，它還(huan)具(ju)備網(wang)絡通訊等功能(neng)，能(neng)夠(gou)與(yu)計(ji)算(suan)機、串口服務(wu)器等設備進(jin)行組(zu)合，及時(shi)(shi)的(de)顯示(shi)院(yuan)內(nei)(nei)各(ge)個配電(dian)(dian)(dian)回(hui)(hui)路的(de)運作狀態，當院(yuan)內(nei)(nei)電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統(tong)(tong)的(de)負載越標時(shi)(shi)、保護動(dong)作時(shi)(shi)，電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)能(neng)夠(gou)迅速報(bao)警，發出(chu)(chu)語音提示(shi)。另外，電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系(xi)統(tong)(tong)還(huan)能(neng)夠(gou)生成報(bao)表(biao)、曲線圖等統(tong)(tong)計(ji)信息(xi)，便于有(you)關人員分析院(yuan)內(nei)(nei)各(ge)部分的(de)用電(dian)(dian)(dian)狀況(kuang)(kuang)，使院(yuan)內(nei)(nei)的(de)用電(dian)(dian)(dian)活動(dong)更加安(an)全(quan)，從(cong)而保證院(yuan)內(nei)(nei)人員的(de)生命安(an)全(quan)，提高(gao)工(gong)(gong)作人員的(de)工(gong)(gong)作效(xiao)率。