安科瑞 繆凱倫

摘(zhai)要(yao)：基于目(mu)前科學(xue)技(ji)術(shu)飛速(su)發展，人們對(dui)電(dian)(dian)(dian)力(li)資(zi)源(yuan)的(de)依賴越來越廣泛，而現階段國內(nei)電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)運營(ying)成本還相對(dui)較高(gao)，因此(ci)完(wan)善電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)各方面的(de)工作(zuo)(zuo)已經勢在必(bi)行。電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)在整(zheng)個電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)中具有(you)重要(yao)的(de)作(zuo)(zuo)用，它(ta)能夠有(you)力(li)的(de)促進電(dian)(dian)(dian)網管理(li)工作(zuo)(zuo)效率，降低(di)電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)運營(ying)成本，本文(wen)通過安(an)徽(hui)省立醫院電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)應用介紹電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)在醫院中的(de)應用。

關(guan)鍵字：電力系(xi)統；數(shu)據(ju)采集(ji)；醫院；監控系(xi)統

0  引言

隨著電(dian)(dian)(dian)力網(wang)絡(luo)的(de)不(bu)斷(duan)發展，用(yong)電(dian)(dian)(dian)負(fu)荷的(de)持續(xu)增長，各種新(xin)型負(fu)載不(bu)斷(duan)涌現，用(yong)戶更加關注電(dian)(dian)(dian)能(neng)質量問(wen)題，同時也對電(dian)(dian)(dian)能(neng)質量提出了更加嚴格的(de)要(yao)求。用(yong)戶需(xu)要(yao)更加有效的(de)電(dian)(dian)(dian)力監(jian)控(kong)管理解決方案來應對上述變(bian)化(hua)帶來的(de)挑戰，以實現配(pei)電(dian)(dian)(dian)系統持續(xu)可(ke)靠、低(di)耗的(de)運行。本文通(tong)過(guo)對安徽省立醫院電(dian)(dian)(dian)力監(jian)控(kong)的(de)建設(she)，介紹電(dian)(dian)(dian)力監(jian)控(kong)系統在醫院中的(de)應用(yong)。

1   項(xiang)目(mu)概述(shu)及建設目(mu)標

安徽省立醫院綜合病房大(da)樓工程位于合肥市廬(lu)江路 17 號 , 整(zheng)個項(xiang)目分兩期(qi)(qi)建設(she) , 其(qi)中 一(yi)期(qi)(qi)總建筑(zhu)面積(ji)為(wei) 15.32 萬m2；其(qi)中：建筑(zhu)等級(ji)為(wei)一(yi)級(ji)；防(fang)火(huo)等級(ji)一(yi)級(ji)；抗震(zhen)烈度按八(ba)度設(she)防(fang)；人防(fang)工程等級(ji)六級(ji)二等人員掩蔽(bi)所，建筑(zhu)高度 99.5m, 一(yi) 期(qi)(qi)工程的智能化系(xi)統(tong)部(bu)分投資概算約人民幣 2000 萬元。

在(zai)本項目共有2個(ge)變(bian)電(dian)所，其(qi)中10/0.4KV變(bian)配(pei)電(dian)室1個(ge)、0.4KV配(pei)電(dian)室1個(ge)，共有21個(ge)高壓微機保護，低壓出(chu)線432個(ge)回路(lu)；

本電力(li)監控系統中，監控要求主(zhu)要有以下幾個方面：

1.遠程觀測。要求(qiu)系統能夠準確的對(dui)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(yin)數、頻(pin)率、開(kai)關(guan)狀態等(deng)信息進行檢測。

2.遠程通信(xin)。要(yao)求系統能(neng)夠及(ji)時的傳(chuan)遞設備運作狀態(tai)以(yi)及(ji)故障信(xin)息。

3.報(bao)警(jing)。要求系統能(neng)夠(gou)通過設定，對各(ge)種信(xin)息進行報(bao)警(jing)。4.顯示。要求系統能(neng)夠(gou)就地顯示出(chu)各(ge)部分運作(zuo)信(xin)息。

2   電力監控系統(tong)的設計

在監控系統(tong)的(de)設計中，要充分考慮客戶的(de)實際需求，以(yi)及電(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)的(de)實際結構、電(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)的(de)實際載荷能力(li)(li)(li)等因素，進而合理的(de)選擇(ze)監控設備(bei)，這(zhe)既有利(li)于減少系統(tong)運作的(de)成本，同時也有利(li)于系統(tong)功能的(de)實現。

本項目的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)系統(tong)，可以(yi)實現對樓(lou)內(nei)(nei)高(gao)低(di)壓配電(dian)(dian)(dian)回路(lu)的(de)(de)實時(shi)(shi)監(jian)(jian)控(kong)，有利于電(dian)(dian)(dian)能管理(li)。另一方面，電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)系統(tong)不僅能夠(gou)準(zhun)確的(de)(de)表(biao)示(shi)(shi)出回路(lu)的(de)(de)用電(dian)(dian)(dian)狀況(kuang)，它還具備(bei)網(wang)絡通訊等(deng)功能，能夠(gou)與(yu)計算機、串口服務器等(deng)設備(bei)進行組合，及時(shi)(shi)的(de)(de)顯示(shi)(shi)樓(lou)內(nei)(nei)各個配電(dian)(dian)(dian)回路(lu)的(de)(de)運作(zuo)狀態，當樓(lou)內(nei)(nei)電(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)(de)負載越標時(shi)(shi)，電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)系統(tong)能夠(gou)迅(xun)速(su)報警，發(fa)出語音提示(shi)(shi)。另外(wai)，電(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)系統(tong)還能夠(gou)生成報表(biao)、曲(qu)線(xian)圖等(deng)統(tong)計信(xin)息，便于有關人(ren)(ren)員分(fen)析(xi)樓(lou)內(nei)(nei)各部分(fen)的(de)(de)用電(dian)(dian)(dian)狀況(kuang)，使樓(lou)內(nei)(nei)的(de)(de)用電(dian)(dian)(dian)活動(dong)更加安(an)全，從而保證(zheng)樓(lou)內(nei)(nei)人(ren)(ren)員的(de)(de)生命安(an)全，提高(gao)辦公(gong)人(ren)(ren)員的(de)(de)工作(zuo)效(xiao)率。

2.1 系統結構

依據醫院配電(dian)室(shi)分布情況，電(dian)力(li)監控系(xi)(xi)統建設(she)采用分層(ceng)分布式結(jie)構，系(xi)(xi)統包括：站控管理層(ceng)、網絡通訊層(ceng)、現場設(she)備(bei)層(ceng)。系(xi)(xi)統網絡結(jie)構如圖(tu)所示(shi)：

站控(kong)管(guan)理層管(guan)理人員與計算(suan)機(ji)(ji)(ji)進行人機(ji)(ji)(ji)交互的(de)直接窗口(kou)，對采(cai)集的(de)現(xian)(xian)場各(ge)類數據信(xin)息計算(suan)、分(fen)析(xi)與處理，并以圖形、數顯、聲(sheng)音等方式(shi)反映現(xian)(xian)場的(de)運(yun)行狀況，是系統的(de)上(shang)層部分(fen)。主要(yao)由(you)系統軟件(jian)和必要(yao)的(de)硬(ying)件(jian)設備(bei)，如工業(ye)級計算(suan)機(ji)(ji)(ji)、打印(yin)機(ji)(ji)(ji)、UPS電源等組成(cheng)。

通訊層(ceng)使(shi)用的(de)設備為2臺NPORT5630-16數(shu)據(ju)(ju)采(cai)集(ji)器。該層(ceng)是數(shu)據(ju)(ju)信息交換的(de)橋梁，負責對現場設備回送的(de)數(shu)據(ju)(ju)信息進行(xing)采(cai)集(ji)、分(fen)類和(he)傳送等工作(zuo)的(de)同時，轉達上位機對現場設備的(de)各種控(kong)制(zhi)命令。

現場設(she)備層主要(yao)是(shi)(shi)連接于網絡中用于電(dian)參(can)量(liang)采(cai)集測量(liang)的各(ge)類型的儀表(biao)等(deng)，也是(shi)(shi)構(gou)建該配(pei)電(dian)系(xi)統必(bi)要(yao)的基本(ben)組成(cheng)元素(su)。根據本(ben)項(xiang)目的實(shi)際特點，在本(ben)項(xiang)目方案設(she)計時為低壓(ya)配(pei)電(dian)進線回路(lu)(lu)安裝PZ96-E4/KC智(zhi)能(neng)儀表(biao)出線回路(lu)(lu)安裝PZ72-E4/KC智(zhi)能(neng)儀表(biao)，實(shi)現每個回路(lu)(lu)三相(xiang)電(dian)流、三相(xiang)電(dian)壓(ya)、頻率(lv)、功率(lv)、電(dian)能(neng)等(deng)電(dian)參(can)量(liang)監測；并(bing)對每個回路(lu)(lu)斷路(lu)(lu)器(qi)分(fen)合(he)閘(zha)狀態(tai)進行(xing)監測。

2.2 網絡設計

電(dian)力監(jian)控系(xi)(xi)統中的(de)(de)網(wang)絡系(xi)(xi)統能夠及時的(de)(de)對數據進行傳(chuan)(chuan)輸，并迅(xun)速傳(chuan)(chuan)遞操作指令(ling)，是(shi)實(shi)現電(dian)力監(jian)控系(xi)(xi)統各項(xiang)功能的(de)(de)基礎。對于安(an)徽(hui)省立醫院電(dian)力監(jian)控系(xi)(xi)統來說，系(xi)(xi)統中監(jian)控設(she)備較(jiao)多，而(er)且分布于2個配(pei)電(dian)時內，由于距(ju)離(li)比較(jiao)近，通過(guo)屏(ping)蔽(bi)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)直接接至值班室的(de)(de)數據采集器(qi)上(shang)(shang)然后將所有數據上(shang)(shang)傳(chuan)(chuan)至后臺(tai)監(jian)控主機。

2.3監控系(xi)統軟件功能設計

系(xi)統(tong)依(yi)據客戶實際需求(qiu)進行設計，并實現了(le)一次主(zhu)接線圖界(jie)面顯(xian)示；電參(can)(can)量(liang)遙(yao)測及(ji)電參(can)(can)量(liang)越限報(bao)警；事件記(ji)錄；系(xi)統(tong)運行異常(chang)監(jian)測；故障報(bao)警及(ji)操作(zuo)記(ji)錄；報(bao)表查(cha)詢與打印；系(xi)統(tong)負荷實時、歷史曲線，用戶權限管(guan)理等主(zhu)要功能。

變電(dian)所(suo)實時(shi)監(jian)控系統圖為主(zhu)監(jian)控畫面(mian)，主(zhu)要實時(shi)監(jian)測變電(dian)所(suo)所(suo)有回路(lu)的(de)運(yun)行(xing)狀態，紅(hong)色代表合閘，綠色代表分(fen)閘。在系統圖中(zhong)可(ke)以直(zhi)觀的(de)看到(dao)每(mei)路(lu)進(jin)線(xian)和出(chu)線(xian)的(de)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和狀態，可(ke)以看到(dao)變壓器出(chu)線(xian)側(ce)的(de)所(suo)有常規電(dian)力(li)參(can)數(shu)，如：三相電(dian)壓、電(dian)流、有功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數(shu)、頻率、有功(gong)電(dian)度等。如下圖所(suo)示：

變電所一次系統圖

遙(yao)信和(he)遙(yao)測報(bao)(bao)警(jing)功(gong)能，主要完成(cheng)對(dui)(dui)低(di)壓(ya)各出線(xian)回路的開關(guan)運行狀態和(he)負載(zai)進線(xian)監(jian)控，對(dui)(dui)開關(guan)變位和(he)負載(zai)越(yue)(yue)限彈出報(bao)(bao)警(jing)界面指示具(ju)體的報(bao)(bao)警(jing)位置并聲音報(bao)(bao)警(jing)，提醒(xing)值班人員及時處理。負載(zai)越(yue)(yue)限值在相應權(quan)限下可自由設置。具(ju)備歷(li)史查詢功(gong)能，如(ru)下圖所示：

報警功能歷史查詢

事件(jian)告(gao)警(jing)記錄功能，主要完成對(dui)查詢時(shi)間段內出現的(de)報警(jing)信(xin)息(xi)事件(jian)記錄以及發生時(shi)間，為(wei)值班人員提供依據并且分析事故發生的(de)原因，如下圖(tu)所示：

報警功能實時查詢

參數抄(chao)表(biao)功能(neng)，主要對(dui)低(di)(di)壓各出線(xian)回路的電(dian)(dian)(dian)參數進線(xian)查詢(xun)。支持任(ren)意(yi)時(shi)刻電(dian)(dian)(dian)參數查詢(xun)，具備(bei)數據(ju)導出和(he)報表(biao)打印等功能(neng)。該報表(biao)查詢(xun)安徽省(sheng)立醫(yi)院變(bian)電(dian)(dian)(dian)所變(bian)壓器出線(xian)各低(di)(di)壓回路的電(dian)(dian)(dian)參數，主要包括：三相(xiang)電(dian)(dian)(dian)流、有功功率和(he)有功電(dian)(dian)(dian)度。該報表(biao)各回路名(ming)稱和(he)數據(ju)庫關(guan)聯，方便(bian)用戶(hu)修改回路名(ming)稱。如下(xia)圖所示

電參數抄表

用電(dian)量報(bao)表(biao)功能，可(ke)選擇時間(jian)段進行(xing)查詢，支持任意時間(jian)段電(dian)度(du)累計查詢，具(ju)備(bei)數(shu)據導出和報(bao)表(biao)打印等功能。為值班人員提供(gong)了(le)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)能報(bao)表(biao)。該報(bao)表(biao)各回路名稱(cheng)和數(shu)據庫關聯，方便用戶修改回路名稱(cheng)。如下(xia)圖所示，顯示辦公樓(lou)實驗樓(lou)配電(dian)回路的(de)用電(dian)量，用戶可(ke)以直接(jie)打印報(bao)表(biao)，可(ke)以以EXCEL格式另存(cun)到其他(ta)位置。 如下(xia)圖所示：

電能報表

系統通訊結(jie)(jie)構示(shi)意圖，主(zhu)要顯示(shi)系統的組網結(jie)(jie)構，系統采用分層分布式(shi)結(jie)(jie)構，同(tong)時監測間隔(ge)層設備的通信(xin)狀(zhuang)態。紅色表示(shi)通訊正常，綠色表示(shi)通訊故(gu)障。下(xia)圖為變(bian)電所通訊狀(zhuang)態示(shi)意圖。

通訊結構示意圖

負荷(he)趨(qu)(qu)勢曲(qu)線(xian)(xian)(xian)界面中可(ke)直觀(guan)的查(cha)(cha)看回(hui)路(lu)的負荷(he)運行(xing)情(qing)況。查(cha)(cha)看實時和(he)歷史趨(qu)(qu)勢曲(qu)線(xian)(xian)(xian)，點擊畫面相應(ying)按鈕(niu)或菜單(dan)項可(ke)以(yi)完成相應(ying)功(gong)能的切換；幫助用戶進線(xian)(xian)(xian)趨(qu)(qu)勢分析和(he)故障追憶，具(ju)備(bei)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)打印功(gong)能。為(wei)分析整個系統的運行(xing)狀況提供了(le)直觀(guan)而方便的軟(ruan)件支(zhi)持。如下圖(tu)所(suo)示：

趨勢曲線圖

3、供配電設計中應用電力監控系統的意(yi)義

綜上(shang)所述，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)系統(tong)(tong)幫助用電(dian)(dian)(dian)(dian)單位(wei)提高效率(lv)、減(jian)少(shao)損失、降低運營成本(ben)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)系統(tong)(tong)能(neng)夠(gou)有效確(que)保電(dian)(dian)(dian)(dian)網管理效率(lv)、縮小電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)運營成本(ben)，也成為供配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)設計(ji)(ji)(ji)中(zhong)*的重要組(zu)(zu)成部分。電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)系統(tong)(tong)的通信(xin)、故障報警、數(shu)(shu)據存儲記錄等功能(neng)使(shi)得(de)工(gong)作人(ren)員在實(shi)(shi)際工(gong)作中(zhong)更加方便，可(ke)以通過人(ren)機操作界(jie)面, 直接了解到電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)(tong)的運行狀態,并能(neng)迅速(su)傳遞(di)出操作指令，由于(yu)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)設備(bei)對數(shu)(shu)據的傳遞(di)都是通過網絡(luo)傳輸(shu)(shu)來(lai)實(shi)(shi)現，因此，不(bu)同(tong)的電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)系統(tong)(tong)可(ke)以設計(ji)(ji)(ji)不(bu)同(tong)的組(zu)(zu)網方式,確(que)保數(shu)(shu)據信(xin)息能(neng)夠(gou)迅速(su)進(jin)行傳輸(shu)(shu)。另一方面，在供配(pei)電(dian)(dian)(dian)(dian)設計(ji)(ji)(ji)中(zhong)運用電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)系統(tong)(tong)，應(ying)該根據實(shi)(shi)際情況選(xuan)擇監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)設備(bei)。

在商務(wu)(wu)樓(lou)(lou)(lou)、寫字樓(lou)(lou)(lou)，學(xue)校、醫院(yuan)等場所設置電(dian)(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統，可以(yi)實(shi)現對樓(lou)(lou)(lou)內(nei)高低(di)壓配電(dian)(dian)回路(lu)(lu)的(de)(de)實(shi)時監(jian)控，有(you)利于電(dian)(dian)能管理。另一方面，電(dian)(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統不(bu)僅能夠(gou)(gou)準確的(de)(de)表示(shi)出(chu)(chu)回路(lu)(lu)的(de)(de)用電(dian)(dian)狀況，它還具備網絡通訊等功能，能夠(gou)(gou)與計算機、串口服務(wu)(wu)器等設備進行組合(he)，及時的(de)(de)顯示(shi)樓(lou)(lou)(lou)內(nei)各個(ge)配電(dian)(dian)回路(lu)(lu)的(de)(de)運(yun)作狀態，當樓(lou)(lou)(lou)內(nei)電(dian)(dian)力(li)系(xi)統的(de)(de)負載(zai)越標時，電(dian)(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統能夠(gou)(gou)迅速報警，發出(chu)(chu)語(yu)音提(ti)示(shi)。另外，電(dian)(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統還能夠(gou)(gou)生成報表、曲線圖等統計信息，便于有(you)關(guan)人(ren)員分(fen)析(xi)樓(lou)(lou)(lou)內(nei)各部分(fen)的(de)(de)用電(dian)(dian)狀況，使樓(lou)(lou)(lou)內(nei)的(de)(de)用電(dian)(dian)活(huo)動更加安(an)全，從(cong)而(er)保證樓(lou)(lou)(lou)內(nei)人(ren)員的(de)(de)生命安(an)全，提(ti)高辦(ban)公人(ren)員的(de)(de)工作效(xiao)率。