试析高校变配电室电力监控系统的设计与实现

摘要：配电室智能管理可以有效改善配电室管理效果，为用电安全提供坚实的基础。特别是针对高校来讲，更需要积极推动配电室智能管理。本文分析了高校变配电室电力智能管理的全过程，并根据高校实际情况，对高校变配电室电力监控系统升级的可行性进行了分析。并且通过此次升级实现了预期目标，为确保供配电的安全、持续、稳定运行提供了支持。

关键词：高校；变配电；电力监控

1引言

随着高等院校在校园建设上取得了飞跃性的发展，各类现代化教学用房的投入使用、大量先进教学设施、生活设施得到了广泛应用，校园变配电站电力监控系统的核心作用已经成为高校管理部门在校园规划、建设和管理中所面临的主要任务之一。当前，各高校势必面临各类基础设施老化的问题，为教学科研服务提供可靠、稳定、安全电力保障的高校变配电站也势必进行升级改造。结合当今物联网技术的发展和运用，以往的供电管理系统和设备已经不能满足当前高校管理的要求，因此采用技术先进的设施、采取科学有效的管理方法，从技术上对高校变配电室进行管理运行和保护已显得尤为重要。

2概述

某高校变配电室总容量为10000kVA，其中2500kVA变压器4台，高压柜13面，直流屏3面，低压电容柜10面，低压柜60面，承担校区总建筑面积14万平方米的教学、办公、科研实验及生活服务设施的电力变配电保障。保证上述变配电系统的安全性和可靠性运行是后勤管理部门的首要任务，因此采用配电智能管理系统是提高变配电室运行安全、可靠的现实做法。通过计算机对变电室的设备进行搜集数据、控制设备、测量、调整数据和预警等诸多功能，使变配电管理中心实时掌握变配电设备的运行情况，对变配电设备进行操作。

3电力监控系统的技术实现

3.1实现原则

实现配电智能化统一管理。系统在构架与配置上考虑配电室智能管控的需求，不仅达到变配电管理方面的技术规范及要求，实现配电智能化远程实时掌控[1]。完成设备数据传送和数据共享，进而完成各系统之间的组网，整体上加强系统稳定性、可靠性、兼容性、拓展性。

电力监控系统采用分为本地后台式和基于互联网的形式。基于某高校的性质，宜采用本地后台式系统进行智能管控管理，系统采用专业组态软件，管控系统采用分层分布开放式结构的实时数据库管理系统，支持Windows操作系统，匹配通讯子系统。该系统可以通过本地监控主机实现全校智能电表、空调、PLC、水表、燃气表、热量/冷量表等仪表的远程集抄和远程控制等功能，具体可根据实际情况分步、分项实施拓展部署。

系统采用现场总线控制和以太网络通信方式。现场通信采用485屏蔽线传送数据，保证了系统通信的抗干扰能力和信息交换速度，并为上级管理系统预留通信接口，进行设备数据传送和数据共享，进而完成各系统之间的组网。整体上加强系统稳定性、可靠性、兼容性、拓展性。以Windows操作系统为平台，按照标准传输规约实现装置与软件之间信息传输[2]

3.2系统架构

管理系统为三层架构，分层分布式。一体化、模块化的应用功能、灵活的系统配置、开放式的软硬件平台、丰富的通信接口协议。

3.2.1设备间隔层

该层由配电站的高低压设备的终端数据采集管理设备组成，主要为网络多功能电力仪表、高压综保（可扩展空调控制器、远传水表、远传燃气表、热计量流量计等）。根据高低压设备的类型及柜体结构，分别安装在各个高低压开关柜中，可单独实现监测间隔层和控制各类断路器的目标。间隔层的终端数据采集管理设备能够采集高低压等设备内的相关数据参数，通过通信管理机上传并接收操作指令，对设备进行操作。

3.2.2通信层

通信层是终端数据采集设备与上级管理设备连接的信息桥梁，通过协议转换实现数据的格式的统一，实现设备数据与高速网络的实时互联通信。主要包括：通讯机柜、通信管理机、关电源、以太网交换机及各种通信媒介（屏蔽双绞线、网线）等。

3.2.3控制层

管理主机：集中管理所管控的所有设备，以图形、图表、图标等多种方式实时反馈各类相关设备的数据参数，实现变配电实时监测和报警、远程控制、能耗数据分析等诸多功能。

控制层为电力管控系统运行管理中心，包括监控主机、通信管理机、操作台，打印机及网络设备等。系统具备与集控中心、上级调度通信的拓展功能。控制层通过本地图像工作站（或互联网图形服务器）实现系统统一管理功能，为用户提供良好的人机交互界面、集中管理需要的本地已监控的全部设备，实时反馈监控信息，实现智能电力监控管理系统的配电实时监测和报警、配电回路智能设备的远程控制、能耗数据分析等功能。

控制层主要包括：管理系统软件、图形工作站、显示器等外设。

3.3设备间隔层的终端数据采集管理设备及实现功能详述

高压柜：采集装置为微机保护测控装置，型号RNP800，采集数量9台，采集内容：三相电压、三相电流、有功、无功、频率、开关状态、报警信号等。实现功能：断路器分、合闸报警信号；速断动作跳闸报警；过流动作跳闸报警；超温报警；超温跳闸报警；接地刀闸信号（如有）；手车工作位置信号（试验位置、工作位置）；断路器位置信号（如有试验位置、工作位置）；机构弹簧储能信号；电压、电流实时曲线、历史曲线分析；通讯异常报警；综保装置异常报警；就地远方信号。

另设置高压柜电力多功能测控仪表，型号为PD1134E，检测数量11台，采集内容：故障、报警信息及电力参数等信息。实现功能：实时监测所有高压柜所需测量的电力数据；历史数据；开关分合闸报警信号；报表。

变压器：采集装置为温控器，型号BWDK-Q201，采集数量4台，采集内容：A、B、C、铁芯线圈实时温度、变压器门状态、报警信号灯。实现功能：A、B、C铁芯线圈实时温度；变压器门状态；风扇启停工作状态；超温报警、跳闸信号。

低压柜：采集装置为电力多功能测控仪表，型号PD1134E，采集数量65台，采集内容：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、电度、分合闸信号。实现功能：实时监测所有低压柜所需测量的电力数据；数据实时曲线、历史曲线分析；开关分合闸报警信号；报表。

直流屏：采集装置为直流电源监控装置，型号ZJK01-IA/G，采集数量一套3台。采集内容：市电电压、充电电流、控母电压、合母电压、放电电流、母线绝缘接地情况、异常报警。实现功能：市电