淺析供配電設計中電力監(jiān)控系統(tǒng)的作用

梁峻銘

摘 要：在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，居民和生產(chǎn)企業(yè)對電能的要求越來越嚴格——電力企業(yè)在日常工作中不僅要保證電能供給不中斷，而且還要保證供電質(zhì)量。因此，對電網(wǎng)系統(tǒng)進行合理規(guī)劃、科學設計有極為重要的現(xiàn)實意義。研究發(fā)現(xiàn)，建立合理的電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能節(jié)省電網(wǎng)運行成本，而且能促進電網(wǎng)管理成效的提升。基于上述觀點，對供配電設計中電力監(jiān)控系統(tǒng)所起到的重要作用進行了分析探討，以期能為我國電力企業(yè)提供參考。

關鍵詞：供配電設計；電力監(jiān)控系統(tǒng)；電力企業(yè)；電網(wǎng)系統(tǒng)

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.079

傳統(tǒng)的供配電設計無法完全滿足居民和社會企業(yè)日益增長的電能需求，為了提升電網(wǎng)的運行效率，節(jié)省不必要的人力、物力損失，電力企業(yè)對電網(wǎng)系統(tǒng)運行的管理要求越來越嚴格，電力監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸成為供配電設計中的重要環(huán)節(jié)。

1 供配電設計中電力監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

在我國民用建筑中，很多控制系統(tǒng)都要在電力系統(tǒng)的支持下運作，例如中央空調(diào)系統(tǒng)、大型計算機系統(tǒng)等。為了滿足需求，電力工程師們在電力系統(tǒng)的設計中付出了很多心血。但從我國目前電網(wǎng)系統(tǒng)中可了解到，供配電設計并未實現(xiàn)真正意義上的電力監(jiān)控，一般情況下都是以模擬電壓表或電流表對回路運行狀態(tài)進行監(jiān)視；數(shù)據(jù)記錄方式主要依靠人工手錄——這不僅增加了電網(wǎng)運行成本，也降低了工作效率，而且無法對電網(wǎng)系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。因此，對供配電設備進行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，建立高效、智能的監(jiān)控平臺，對整個電網(wǎng)運行具有重要的現(xiàn)實意義。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)概述

2.1 計算機監(jiān)控層

計算機監(jiān)控層設備包括控制鍵盤、打印機、電腦監(jiān)視器、UPS等，所采用的軟件均為專用軟件，能起到對系統(tǒng)進行調(diào)度、授權、集中指揮等作用，例如錄入圖像數(shù)據(jù)，實時查詢，對用戶授權進行分區(qū)監(jiān)控，對圖像歷史資料進行回放調(diào)看等。

2.2 網(wǎng)絡通訊層

網(wǎng)絡通訊層由現(xiàn)場總線網(wǎng)絡和以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡組成。現(xiàn)場總線網(wǎng)絡是監(jiān)控層中各個設備間的共通網(wǎng)絡，通常以RS485為通訊接口，且支持Modbus-RTU協(xié)議；以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡則是負責現(xiàn)場總線與監(jiān)控設備通訊的網(wǎng)絡，主要包括交換機、網(wǎng)絡服務器等設備。

2.3 系統(tǒng)管理層

系統(tǒng)管理層主要包括中央控制設備中的電力監(jiān)控管理設備以及外圍設備、網(wǎng)絡通訊設備等。中央控制設備與各分點電力監(jiān)控設備相連，可實現(xiàn)現(xiàn)場各監(jiān)測點與中控設備的信息交互，監(jiān)控人員能通過系統(tǒng)管理層向各檢測設備發(fā)送各項指令，實現(xiàn)電力監(jiān)控的集約、統(tǒng)一管理。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的作用

3.1 拓撲結構功能

在供配電設計中，電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結構主要是對配電系統(tǒng)中的運行參數(shù)信息進行實時采集與測量，同時將所測得數(shù)據(jù)傳輸至中控系統(tǒng)。通常，現(xiàn)場層設備包括電力互感器、斷路器、網(wǎng)絡電力儀表等設備。上述設備安裝在電纜分解箱內(nèi)部，且相互獨立，能各自單獨完成任務，無需每個項目依靠主控計算機。因此，可通過總線傳遞各種監(jiān)測信號和數(shù)據(jù)。通常，在值班室或者中央監(jiān)控室內(nèi)均安裝有電力監(jiān)測系統(tǒng)的主控層，利用監(jiān)測軟件功能實現(xiàn)對供配電系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測。監(jiān)控組態(tài)軟件能生成目標應用系統(tǒng)，方便操作人員及時獲取運行數(shù)據(jù)，可同時下達多個監(jiān)控指令，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的實時監(jiān)控。此外，組態(tài)軟件還自帶繪圖功能和編輯功能，能對圖像或其他對象進行移動、旋轉操作。而軟件身份檢驗功能則可預防用戶操作失誤，實現(xiàn)對曲線和歷史瞳線的繪制，方便報表擬定。

3.2 網(wǎng)絡信息采集和傳輸功能

電力監(jiān)測系統(tǒng)要實現(xiàn)對電網(wǎng)運行的管控需通過現(xiàn)場總線，在實際工作中，可采取將系統(tǒng)與總線直連的方式，通過智能設備組建網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)對現(xiàn)場智能設備運行狀態(tài)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集傳輸，且能迅速傳達操作命令，提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控能力。

在現(xiàn)場智能監(jiān)控設備較多時，可將大系統(tǒng)布置得相對分散，例如將現(xiàn)場智能監(jiān)控設備直接連到總線，然后再將網(wǎng)關中各總線分別接入；而在現(xiàn)場智能監(jiān)控設備較少時，則可分布相對集中的小系統(tǒng)，將所有智能設備連接到一條總線上，利用接口轉換器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；當電力監(jiān)測系統(tǒng)中有多個子變電站大系統(tǒng)存在時，為保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定，要在單個子變電站系統(tǒng)中均設置監(jiān)控主機，通過主機對現(xiàn)場智能設備進行直接管理，同時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析運算，將重要信息傳輸至遠程監(jiān)控中心，并對監(jiān)控中心的主機授權，以便于對子變電站監(jiān)控主機進行查詢控制，提高電力監(jiān)測系統(tǒng)的運行效率。

3.3 監(jiān)視和記錄功能

電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視功能包括對電能質(zhì)量和電網(wǎng)安全的監(jiān)視。電能質(zhì)量主要包括電力設備故障、動態(tài)擾動、靜態(tài)偏差以及人為誤操作等；電網(wǎng)安全則包括電力監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中對電流、電壓模擬量和自控裝置運行狀態(tài)的不間斷監(jiān)視，以便于在供配電設備發(fā)生故障時能及時預警，為技術人員檢修工作提供便利。

記錄功能包括時間順序記錄和故障記錄。時間順序記錄模式可對供配電各程序的數(shù)據(jù)輸入、輸出狀態(tài)進行有效記錄。當遠程集控主站或后臺監(jiān)控系統(tǒng)信號斷路時，時間順序記錄模式也能保證數(shù)據(jù)不遺失。故障記錄則是指在設備故障動作前后，對與故障相關的信息數(shù)據(jù)進行記錄，例如電流和電壓值，有效提升了檢修人員的工作效率，不必像以往那樣逐個查找故障點時間和緣由。此外，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)還能為應對措施的擬定提供參考。

4 結論

通過對某汽車制動器支架扭轉剛度有限元的仿真模擬，得到以下結論：設計目標分析結果與同類制動器的值相比，仿真值大于目標值，能夠滿足制動鉗支架扭轉剛度的要求。當然，有限元分析具有局限性，其結果取決于建模的準確性。這種剛

度分析法也可用于其他制動器。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕