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摘要：基于目前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現(xiàn)階段國內(nèi)電力系統(tǒng)的運營成本還相對較高，因此完善電力系統(tǒng)各方面的工作已經(jīng)勢在必行。電力監(jiān)控系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網(wǎng)管理工作效率，降低電力系統(tǒng)的運營成本，本文分析了醫(yī)院的供電系統(tǒng)特征，介紹了智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成，并分析了應(yīng)用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對醫(yī)院的供電可靠性、電力經(jīng)濟運行、故障隱患提前識別的作用。
關(guān)鍵詞：智能；電力監(jiān)控系統(tǒng)；醫(yī)院應(yīng)用及運行
隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運行。配電自動化，是一項集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供好的服務(wù)，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
根據(jù)可靠性和效率性配電管理的要求，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計遵循下列原則。
1.1系統(tǒng)的實用性
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的組成和實際一定要符合現(xiàn)場配電的實際情況，系統(tǒng)的實用性是首先應(yīng)遵循的設(shè)計原則。應(yīng)具有良好的可學(xué)習(xí)性和可操作性，使具備電腦初級操作水平的管理人員，通過簡單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達到能完成值班任務(wù)的操作水平。
1.2系統(tǒng)的安全性
大型綜合性醫(yī)院的負荷等級大多為一級負荷，系統(tǒng)安全性顯得尤為重要，要求系統(tǒng)中的所有設(shè)備及配件在性能安全可靠運轉(zhuǎn)的同時，還應(yīng)符合中國或國際有關(guān)的安全標準。
1.3系統(tǒng)的實時性
電力系統(tǒng)中的電參量時刻都處在變化中，超負荷，不平衡等因素將會對配電設(shè)備造成巨大的損害，這些因素的產(chǎn)生具有偶然性，所以對系統(tǒng)的實時性要求非常關(guān)鍵，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測，還應(yīng)具有記錄存儲的功能。
1.4系統(tǒng)的穩(wěn)定性
由于智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是一項長期不間斷運行的系統(tǒng)，肩負著監(jiān)測配電網(wǎng)絡(luò)的運行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統(tǒng)應(yīng)有良好的穩(wěn)定性
1.5系統(tǒng)的可擴展性
系統(tǒng)的設(shè)計并不是一層不變的，要求系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)預(yù)留多路與其他系統(tǒng)的通訊接口，如樓宇自動化控制系統(tǒng)（BAS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）、消防控制系統(tǒng)等運行，實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展。
1.6系統(tǒng)的易維護性
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中的維護應(yīng)盡量做到簡單易行。
電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和站控層組成。系統(tǒng)拓撲圖及現(xiàn)場儀表接法如下：
（1）設(shè)備層由智能測量儀表單元組成。以總線形式接入站級層主控單元，傳輸介質(zhì)采用屏蔽雙絞線（RVVSP）。主要從電路測量和信號采集并與主控單元進行通信等功能。
（2）網(wǎng)絡(luò)層由通訊子站構(gòu)成（即擴展卡），主要是從設(shè)備層采集電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)并執(zhí)行調(diào)配以及通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，然后接入站控層，將本站經(jīng)處理的數(shù)據(jù)上傳和接受站控層下傳的設(shè)定參數(shù)或控制信號等指令。
（3）站控層直接接收并處理從擴展卡上傳的電參量信號。
各現(xiàn)場儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入擴展卡，擴展卡插在監(jiān)控主機上。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)采用間隔層、通訊層和網(wǎng)絡(luò)層3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計，并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打??；系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線，用戶權(quán)限管理等主要功能。
3.1數(shù)據(jù)的采集與處理
數(shù)據(jù)采集主要包括模擬量以及開關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等信息進行采集，開關(guān)量的采集則主要是對斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
3.2數(shù)據(jù)記錄
電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統(tǒng)中得有足夠的內(nèi)存空間，進而長時間的、大量的對數(shù)據(jù)信息進行記錄和存儲。其次，電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時的實時電流、實時電壓等數(shù)據(jù)進行記錄存儲。由此可見，數(shù)據(jù)記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統(tǒng)中存在的問題，從而便于工作人員解決。
3.3電能管理
為了實現(xiàn)對本醫(yī)院內(nèi)各回路用電量的監(jiān)管，系統(tǒng)設(shè)計了電能管理報表，系統(tǒng)通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進行查詢，可以幫助物業(yè)建立有效的用能管理考核制度。通過系統(tǒng)的建設(shè)和制度的建立，使各入駐管理人員節(jié)能意識大大提高，有效的節(jié)約了能源消耗。
傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運行數(shù)據(jù)都具有即時性，可能在某個時段前后，各個供電參數(shù)有截然不同的變化。所以對傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)改造，引進智能電力監(jiān)控系統(tǒng)，利用智能電力監(jiān)控系統(tǒng)強大的功能，實現(xiàn)對系統(tǒng)的即時功耗、供電質(zhì)量、漏電流、配電干線溫升的實時監(jiān)控，觀測電參數(shù)的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續(xù)的運行數(shù)據(jù)變化，通過回顧追訴事件發(fā)生的過程，對配電系統(tǒng)實行24h監(jiān)控，為醫(yī)院的供電保障和能耗分析提供決策依據(jù)。設(shè)置各種電參數(shù)運行上下值，提前發(fā)現(xiàn)各種事故隱患，及時排除故障，提升整個配電系統(tǒng)的安全運行水平，保障醫(yī)院的供電安全和病員的生命安全。
電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變壓器、柴油發(fā)電機、斷路器以及其它重要設(shè)備進行監(jiān)視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設(shè)備和遠方控制中心及其他設(shè)備通信，實時掌握供電系統(tǒng)運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫(yī)院供電可靠性。
電力監(jiān)控系統(tǒng)主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況。同時對醫(yī)院重要設(shè)備如柴油發(fā)電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統(tǒng)狀態(tài)進行監(jiān)測。
應(yīng)用場合 | 名稱 | 系列型號 | 圖片 | 功能 |
系統(tǒng)后臺 | 電力監(jiān)控軟件 | Acrel-2000/Z |
| 數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序拉制、權(quán)限管理、車件記錄與告營、故障分析、各類報表 |
通訊層 | 智能網(wǎng)關(guān) | Anet系列 |
| 8個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持斷點續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。 |
35KV、10KV | 微機保護裝置 | AM6-x |
| 相間電流速斷保護，相間電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。 |
35KV\10KV進線側(cè) | 電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
35KV/10KV測量 | 多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表 | APM-520 |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質(zhì) |
35KV\10KV帶電顯示裝置 | 智能操控裝置 | ASD500 |
| 5寸大液晶彩屏動態(tài)顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕預(yù)分預(yù)合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4～20mA輸出； |
35KV\10KV弧光保護 | 弧光保護裝置 | ARB5-x |
| 主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監(jiān)測（4組）、11個跳閘出口； |
35KV\10KV配電柜 | 無線測溫 | ATE400（PT柜選用ATE200） |
| 監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內(nèi)置電池式和感應(yīng)取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃ |
0.4KV進線 | 多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表 | APM-520(96外型) |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質(zhì) |
電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置 | APView500 |
| 相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發(fā)及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 | |
測溫監(jiān)控裝置 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊； | |
無線測溫傳感器 | ATE400 |
| 監(jiān)測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監(jiān)控系統(tǒng)。電源分為內(nèi)置電池式和感應(yīng)取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃ | |
0.4KV濾波柜 | 有源諧波治理系統(tǒng) | AnSin-xxx |
| 有源電力濾波器井聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償， |
0.4KV補償柜 | 有源無功補償系統(tǒng) | AnCos-xxx |
| 低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關(guān)、控制器等組成。 |
0.4KV饋線 | 多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表 | APM-510(72外型) |
| 具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統(tǒng)計、電能質(zhì) |
電氣火災(zāi)監(jiān)測模塊 | ARCM200系列 |
| 三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中) ， 視在電能、四象限電能計量， 單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示， 2路獨立RS 485/Modbus通訊 | |
測溫監(jiān)控裝置 | ARTM-Pn-E |
| 無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊； | |
無線測溫傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定，CT感應(yīng)取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米； | |
低壓回路 | 電流互感器 | AKH-0.66系列 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
隨著社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，配電系統(tǒng)的智能化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢，可提升醫(yī)院建筑的整體智能化水平，大大方便醫(yī)院的供電安全管理和能耗管理，實現(xiàn)對醫(yī)院配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控，及時消除各種用電安全隱患，便于電能的遠程抄表及分析研究，為管理者提供各種節(jié)能技術(shù)參考。
