电力监控系统在智能楼宇中的应用

关 呈 功

(丹东华通测控有限公司, 辽宁 丹东 118009)

0 引 言

随着城市建设的飞速发展,现代化标志性建筑、大型公共建筑在全国各地不断涌现,同时人们对工作、生活环境的安全性、舒适性、经济性的要求越来越高,种类繁多的智能化设备不断引入现代建筑之中。作为各种建筑能源供应核心,变配电所的电力监控系统在智能建筑中的应用显得尤为重要[1]。

1 项目概况

丹东万达广场位于丹东市振兴区花园路与锦山大街交汇处,总建筑面积约为115万m2,总投资约80亿元,由城市综合体与住宅区两大部分组成,在布置上分成南北两个地块,南侧地块临城市主干道人民路,布置城市综合体,北侧地块远离主干道,较安静,布置住宅区。该项目电力监控系统主要应用在城市综合体部分,涉及10余个高低压变配电所,如嘉华酒店变电所、百货变电所、物业1#变电所、物业2#变电所、制冷站变电所等。根据用户需求,电力监控系统进行分区块设置,实现对数据的实时监控。万达嘉华酒店变电所单独设置一套电力监控系统,其余变电所组网模式与其基本一致。本文以万达嘉华酒店变电所为例,介绍电力监控系统实现的各项功能。

2 技术背景

智能配电电力监控系统是以计算机、通信管理机、电力监控仪表为基本单元,为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供基础平台,可以与检测、控制设备构成任意复杂的监控系统,在变配电监控中发挥核心作用,用于监视和控制电力生产和供应过程,帮助企业消除配电监控盲区,降低运作成本,提高生产效率,加快变配电过程中异常的反应速度[2-3]。

3 参考标准

参考标准有GB/T 2887—2011《计算机场地通用规范》、GB/T 13730—2002《地区电网调度自动化系统》、GB/T 50063—2017《电力装置电测量仪表装置设计规范》、JGJ/T 16—2016《民用建筑电气设计规范》、DL/T 814—2013《配电自动化系统技术规范》、DL/T 698.31—2010《电能信息采集与管理系统 第3-1部分:电能信息采集终端技术规范 通用要求》、DL/T 698.35—2010《电能信息采集与管理系统 第3-5部分:电能信息采集终端技术规范 低压集中抄表终端特殊要求》、DL/T 698.41—2010《电能信息采集与管理系统 第4-1部分:通讯协议 主站与电能信息采集终端通讯》、DL/T 698.42—2010《电能信息采集与管理系统 第4-1部分:通讯协议 集中器下行通讯协议》。

4 系统组网设计

该项目变电所内包含10 kV高压和400 V低压两部分,智能配电电力监控系统采用3+2分层分布式网络结构,系统自下而上,为现场间隔层、前置通信层和站端控制层,二层通信网络为现场间隔层与前置通信层的低速网络(RS-485/modbus RTU),前置通信层与站端控制层的高速网络(LAN/modbus TCP)。现场间隔层采用智能配电多功能仪表(简称多功能仪表)、直流屏控制器、变压器温控器等,前置通信层采用2台通信管理机PDM2000R+TCP进行数据采集汇总,站端控制层计算机运行PDM2000智能配电电力监控系统软件完成数据实时监测,系统组网网络如图1所示。

图1 系统组网网络

4.1 现场间隔层

现场间隔层主要设备包括微机保护装置PDM-850C、多功能仪表PDM-803AC、直流屏控制器、变压器温控器。高压开关柜在电源进线柜,变压器一次柜、母联柜分别加装7台微机保护装置PDM-850C和7台多功能仪表PDM-803AC,实现线路保护、远程控制和各回路遥测、遥信数据的实时监测。400 V低压部分共涉及4台变压器回路(T1～T4),每台变压器根据负荷不同分别带有8～11面不等的低压开关柜,共涉及出线回路155个,每个抽屉中都有多功能仪表PDM-803AC,监测回路开关量状态和各项模拟量数据。变压器温控器通过通信接口把变压器温度、风机状态等信息上传至电力监控系统中。直流屏控制器把报警信息、遥测信息上传至电力监控系统中。

4.2 前置通信层

前置通信层主要设备包括通信管理机2000R+TCP、网络交换机等。该项目设置2台通信管理机2000R+TCP,组网后通信总线共计13条,每条总线中的智能设备设置不同的通信地址。1#通信管理机2000R+TCP采集10 kV高压柜和T1、T2变压器下设的所有进出线回路中安装的微机保护装置及多功能仪表的数据。2#通信管理机2000R+TCP采集T3、T4变压器下设的所有进出线回路多功能仪表、直流屏控制器和变压器温控器等智能设备的数据。每台微机保护装置、多功能仪表和智能设备等都有RS-485通信接口,各智能设备通过屏蔽双绞线以手拉手的方式连接起来,汇总到通信管理机2000R+TCP下行RS-485通信接口中,不同的智能设备单独连接成一条总线,这样也方便日常维护和通信问题的处理,为保证传输数据的实时性,每条通信总线连接智能设备不建议超过32台。通信管理机2000R+TCP的功能主要是把不同接口、不同通信协议的智能设备数据进行转换统一处理,实现数据的整理打包,上送电力监控系统,把不同传输速率的智能设备进行统一管理,使得数据交互性能更快。

4.3 站端控制层

站端控制层主要设备包括计算机、显示器、打印机、不间断电源(UPS)、音响等。PDM2000电力监控软件安装在计算机中,采集后的现场数据存储在sql server数据库中,计算机通过一条RJ45网线与通信管理机2000R+TCP上行通信接口相连,实现配电数据信息的采集处理,通过一次配电系统图的方式显示现场数据信息,完成集中监控、显示、报警、存储、查看等功能,现场配电回路出现异常情况时方便运营值班人员及时处理。

5 系统功能

PDM2000电力监控系统能够在监控总站界面显示整个高低压配电系统和各配电子系统的网络示意图、接线图、设备状态、电气测量参数、异常告警信号等,监控系统画面如图2所示。各类人员可根据不同的权限方便地进行远程控制操作、定值参数查询修改、历史数据查询、事件报警记录查询和报表统计管理等工作。

图2 监控系统界面

6 结 语

在商业建筑中电力监控系统主要是通过计算机网络集成技术,把变电所配电柜或楼层配电箱中安装的电力仪表信息汇总后统一管理,为客户提供数据存储、数据处理、远程抄表等服务,帮助客户实时掌握建筑的用能状况,实现对业主用能收费的智能化、精准化管理。该项目电力监控系统运行以来稳定、可靠,物业值班人员多次借助该系统快速判断出故障发生的原因,同时还能准确找出故障发生的位置,节省人力资源的同时,为项目的配电正常运行提供有力保障。