江蘇安科瑞電器制造有限公司 范宏博

一、引言

隨著城市化進(jìn)程的加速，城市軌道交通的發(fā)展日益顯現(xiàn)其重要性。而變電所作為城市軌道交通電力系統(tǒng)的核心部分，其自動(dòng)化水平直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。為了提高變電所的運(yùn)行效率和安全性，電力監(jiān)控系統(tǒng)逐漸被引入城市軌道交通變電所自動(dòng)化中。本文將詳細(xì)探討電力監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通變電所自動(dòng)化中的應(yīng)用。

二、相關(guān)技術(shù)

電力監(jiān)控系統(tǒng)是集自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一體的綜合性系統(tǒng)。其中，自動(dòng)化技術(shù)負(fù)責(zé)變電所設(shè)備的自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)；通信技術(shù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的傳輸和交換；計(jì)算機(jī)技術(shù)則用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

在城市軌道交通變電所自動(dòng)化中，電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括以下三類：

1. 直流牽引變電所：直流牽引變電所是城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的核心，電力監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障列車運(yùn)行的安全和穩(wěn)定。

2. 交流牽引變電所：交流牽引變電所負(fù)責(zé)將電力傳輸給列車，電力監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)其電流、電壓等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保供電質(zhì)量。

3. 降壓變電所：降壓變電所是將高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力的場(chǎng)所，電力監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)其變壓器、斷路器等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和保護(hù)。

四、系統(tǒng)架構(gòu)

電力監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)包括前置機(jī)、通信管理層和現(xiàn)場(chǎng)控制層三個(gè)部分。前置機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，通信管理層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交換，現(xiàn)場(chǎng)控制層則執(zhí)行自動(dòng)化控制和監(jiān)測(cè)任務(wù)。

五、功能模塊

電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能模塊主要包括電力參數(shù)采集、電能計(jì)量、越限判斷等。電力參數(shù)采集模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集變電所各設(shè)備的電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)；電能計(jì)量模塊則根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行電能計(jì)量，為運(yùn)營(yíng)管理部門提供能耗分析依據(jù)；越限判斷模塊則根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行越限判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或異常運(yùn)行情況。

六、數(shù)據(jù)處理

電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理的方式主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析和挖掘等。數(shù)據(jù)采集主要是從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或傳感器中獲取原始數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，以便后續(xù)查詢和分析；數(shù)據(jù)分析是對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和處理，以提取有用的信息；數(shù)據(jù)挖掘是通過建立模型從大量數(shù)據(jù)中發(fā)掘潛在規(guī)律和有價(jià)值的信息。

七、安全管理

電力監(jiān)控系統(tǒng)中的安全管理措施主要包括用戶權(quán)限、密碼策略、實(shí)時(shí)監(jiān)控等。用戶權(quán)限管理可根據(jù)不同用戶的需求設(shè)置不同的權(quán)限，保證系統(tǒng)操作的合法性；密碼策略可采用多級(jí)密碼和加密算法，提高系統(tǒng)的安全性；實(shí)時(shí)監(jiān)控則可對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。

八、安科瑞Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

8.1概述

針對(duì)用戶變電站（一般為35kV及以下電壓等級(jí)），通過微機(jī)保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、電氣接點(diǎn)無線測(cè)溫產(chǎn)品、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、配電室環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、弧光保護(hù)裝置等設(shè)備組成綜合自動(dòng)化的綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了變電、配電、用電的安全運(yùn)行和全面管理。監(jiān)控范圍包括用戶變電站、開閉所、變電所及配電室等。

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)是安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化及無人值守的要求，針對(duì)35kV及以下電壓等級(jí)研發(fā)出的一套分層分布式變電站監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是應(yīng)用電力自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，集保護(hù)、監(jiān)測(cè)、控制、通信等功能于一體的開放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的系統(tǒng)，適用于35kV及以下電壓等級(jí)的城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)變電站和用戶變電站，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站Quan方位的控制和管理，滿足變電站無人或少人值守的需求，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

8.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

8.3系統(tǒng)架構(gòu)

Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式設(shè)計(jì)，可分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，組網(wǎng)方式可為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)用戶用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面的信息綜合考慮組網(wǎng)方式。

8.4系統(tǒng)功能

8.4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：直觀顯示配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

8.4.2 電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量。

8.4.3 曲線查詢：可以直接查看各電參量曲線。

8.4.4 運(yùn)行報(bào)表：查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)。

8.4.5 實(shí)時(shí)告警：具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娀芈愤b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

8.4.6 歷史事件查詢：對(duì)事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

8.4.7 電能統(tǒng)計(jì)報(bào)表：系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況。

8.4.8 用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

8.4.9 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

8.4.10 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。

8.4.11 遙控功能：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

8.4.12 故障錄波：可在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況。

8.4.13 事故追憶：可自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息。

8.4.14 Web訪問：展示頁面顯示變電站數(shù)量、變壓器數(shù)量、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量等概況信息，設(shè)備通信狀態(tài)，用電分析和事件記錄。

8.4.15 APP訪問：設(shè)備數(shù)據(jù)頁面顯示各設(shè)備的電參量數(shù)據(jù)以及曲線。

8.5系統(tǒng)硬件配置

九、總結(jié)

電力監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通變電所自動(dòng)化中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢(shì)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)化控制，可以提高變電所的運(yùn)行效率和安全性，降低設(shè)備故障率和能源消耗。然而，目前電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用仍存在一些局限性，如對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力有待進(jìn)一步提高，系統(tǒng)的可靠性需要加強(qiáng)等。

展望未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通變電所自動(dòng)化中的應(yīng)用將有更大的發(fā)展空間。通過深入研究相關(guān)技術(shù)和算法，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和可靠性，加強(qiáng)安全管理措施，電力監(jiān)控系統(tǒng)將為城市軌道交通的發(fā)展提供更全面、高效、安全的保障。