安科瑞 徐浩竣
江苏安科瑞电器制造有限公司
18706168062
一、引言
随着城市化进程的加速，城市轨道交通的发展日益显现其重要性。而变电所作为城市轨道交通电力系统的核心部分，其自动化水平直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。为了提高变电所的运行效率和安全性，电力监控系统逐渐被引入城市轨道交通变电所自动化中。本文将详细探讨电力监控系统在城市轨道交通变电所自动化中的应用。
二、相关技术
电力监控系统是集自动化技术、通信技术、计算机技术等于一体的综合性系统。其中，自动化技术负责变电所设备的自动控制和监测；通信技术负责数据信息的传输和交换；计算机技术则用于实现远程管理和控制。
三、应用场景
在城市轨道交通变电所自动化中，电力监控系统的应用场景主要包括以下三类：
- 直流牵引变电所：直流牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统的核心，电力监控系统可对其运行状态进行实时监控，保障列车运行的安全和稳定。
- 交流牵引变电所：交流牵引变电所负责将电力传输给列车，电力监控系统可对其电流、电压等参数进行实时监测，确保供电质量。
- 降压变电所：降压变电所是将高压电力转换为低压电力的场所，电力监控系统可对其变压器、断路器等设备进行自动控制和保护。
四、系统架构
电力监控系统的整体架构包括前置机、通信管理层和现场控制层三个部分。前置机负责数据采集和预处理，通信管理层实现数据传输和交换，现场控制层则执行自动化控制和监测任务。
五、功能模块
电力监控系统的功能模块主要包括电力参数采集、电能计量、越限判断等。电力参数采集模块负责实时采集变电所各设备的电压、电流、功率因数等参数；电能计量模块则根据采集的数据进行电能计量，为运营管理部门提供能耗分析依据；越限判断模块则根据采集的数据进行越限判断，及时发现设备故障或异常运行情况。
六、数据处理
电力监控系统对数据处理的方式主要包括数据采集、数据存储、数据分析和挖掘等。数据采集主要是从现场设备或传感器中获取原始数据；数据存储则将采集的数据进行分类存储，以便后续查询和分析；数据分析是对存储的数据进行统计、计算和处理，以提取有用的信息；数据挖掘是通过建立模型从大量数据中发掘潜在规律和有价值的信息。
七、安全管理
电力监控系统中的安全管理措施主要包括用户权限、密码策略、实时监控等。用户权限管理可根据不同用户的需求设置不同的权限，保证系统操作的合法性；密码策略可采用多级密码和加密算法，提高系统的安全性；实时监控则可对系统的运行状态进行实时监测，及时发现并处理异常情况。
八、安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统解决方案
8.1概述
针对用户变电站（一般为35kV及以下电压等级），通过微机保护装置、开关柜综合测控装置、电气接点无线测温产品、电能质量在线监测装置、配电室环境监控设备、弧光保护装置等设备组成综合自动化的综合监控系统，实现了变电、配电、用电的安全运行和全面管理。监控范围包括用户变电站、开闭所、变电所及配电室等。
Acrel-2000Z电力监控系统是安科瑞电气股份有限公司根据电力系统自动化及无人值守的要求，针对35kV及以下电压等级研发出的一套分层分布式变电站监控管理系统。该系统是应用电力自动化技术、计算机技术、网络技术和信息传输技术，集保护、监测、控制、通信等功能于一体的开放式、网络化、单元化、组态化的系统，适用于35kV及以下电压等级的城网、农网变电站和用户变电站，可实现对变电站全方位的控制和管理，满足变电站无人或少人值守的需求，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。
8.2应用场所
适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。
8.3系统架构
Acrel-2000Z电力监控系统采用分层分布式设计，可分为三层：站控管理层、网络通信层和现场设备层，组网方式可为标准网络结构、光纤星型网络结构、光纤环网网络结构，根据用户用电规模、用电设备分布和占地面积等多方面的信息综合考虑组网方式。
8.4系统功能
8.4.1 实时监测：直观显示配电网的运行状态，实时监测各回路电参数信息，动态监视各配电回路有关故障、告警等信号。
8.4.2 电参量查询：在配电一次图中，可以直接查看该回路详细电参量。
8.4.3 曲线查询：可以直接查看各电参量曲线。
8.4.4 运行报表：查询各回路或设备指定时间的运行参数。
8.4.5 实时告警：具有实时告警功能，系统能够对配电回路遥信变位，保护动作、事故跳闸等事件发出告警。
8.4.6 历史事件查询：对事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。
8.4.7 电能统计报表：系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况。
8.4.8 用户权限管理：设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。
8.4.9 网络拓扑图：支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。
8.4.10 电能质量监测：可以对整个配电系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。
8.4.11 遥控功能：可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。
8.4.12 故障录波：可在系统发生故障时，自动准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。
8.4.13 事故追忆：可自动记录事故时刻前后一段时间的所有实时稳态信息。
8.4.14 Web访问：展示页面显示变电站数量、变压器数量、监测点位数量等概况信息，设备通信状态，用电分析和事件记录。
8.4.15 APP访问：设备数据页面显示各设备的电参量数据以及曲线。
8.5系统硬件配置
九、总结
电力监控系统在城市轨道交通变电所自动化中的应用具有显著的优势。通过实时监控和自动化控制，可以提高变电所的运行效率和安全性，降低设备故障率和能源消耗。然而，目前电力监控系统的应用仍存在一些局限性，如对数据的处理能力有待进一步提高，系统的可靠性需要加强等。
展望未来，随着技术的不断进步和发展，电力监控系统在城市轨道交通变电所自动化中的应用将有更大的发展空间。通过深入研究相关技术和算法，提高系统的数据处理能力和可靠性，加强安全管理措施，电力监控系统将为城市轨道交通的发展提供更全面、高效、安全的保障。