浅谈供电信息化管理

浅谈住宅小区供电信息化管理2014年4月浅谈住宅小区供电信息化管理中国石油天然气管道局管道矿区廊坊服务中心摘要：本文从供电系统发展与实际需求出发，提出住宅小区供电信息化管理必要性、可行性、应具备基本功能及发展趋势。关键词：供电发展需求信息化一、住宅小区供电系统发展变化：随着我国经济建设的持续、稳定、高速发展，人们对供电水平的要求日益提高,对住宅小区供电系统的要求越来越高。改革开放30多年来，随着技术进步和居民生活水平不断提高，住宅小区供电系统变化显著。上世纪80年代初，我国改革开放伊始，供电重点在于保工业，对民用用电经常采取限电措施。当时，住宅负荷较低，家庭用电需求主要集中在照明上，80年代末逐步增加了电风扇、电视、冰箱等家用电器，少数家庭拥有了空调，用电需求具有负荷小、可靠性要求低等特点。供电企业的发电量不足，限制了用电需求的发展。民用建筑经常采用铝线、闸刀开关、保险等方式供电，线路的漏电、火灾等事故、隐患比较严重，住宅小区供电管理主要集中在防止用铜丝代替保险、防止偷窃电、防止线路老化过热等方面，技术手段落后，安全保障低。住宅小区采用单路供电，无断路器保护，无漏电保护，供电处于三级负荷水平。上世纪90年代初，人民生活水平逐步增高，供电能力不断增长，国家为促进需求，改善人民生活，供电逐步由保工业向保民用发展，对民用用电限电措施大幅度减少，对供电可靠性要求有了大幅度提高。居民用电量有了大幅发展，出现了空调等高耗能电器。住宅小区仍大量采用单路供电，部分进行了铜线代替铝线的改造，用断路器替代了保险的保护，出现了“保安器”漏电保障电器，但是供电仍处于三级负荷水平，断路器和漏电“保安器”具有体积大、故障率高、安全性低的特点。供电管理重点由防止用铜丝代替保险、防止偷窃电、防止线路老化过热等方面，向减少用户停供、及时处理维修、电能质量达标过渡。上世纪90年代至今，国家完善了民用建筑供电设计规范，使供电系统中用户侧不再成为供电系统的管理重点。由于计算机、空调的普及，高层建筑的增多，小区用电量迅猛上升，一二级负荷不断增加，小区变电所更多的采取双电源供电方式，接线方式日益复杂，变电所安全性、可靠性管理成为小区供电系统管理重点，实现远程调度成为供电基本需求。二、供电系统信息化应用技术基础：自上世纪90年代以来，随着科学技术发展，集成电路、大规模集成电路的应用越来越普及，供电系统出现了新的保护措施——微机保护，该保护采用模块化设计，具有分立元件少、抗干扰、可靠、精度高、调试方便等优点，继电保护的选择性、可靠性、灵敏性与快速性“四性”均有大幅度提高，很快在高中压配电保护上替代了原有继电器式保护。由于保护对电流、电压、故障信息等采用了数字化处理方式，通过CPU计算实现保护目的，所以保护附加了通信功能，使微机保护具备遥信、遥测、遥控、遥调“四遥”功能，能够满足供电系统信息化远端测控需要。近20年来，计算机、通讯系统迅猛发展，各类服务器、通信可靠性不断提高，数据库、软件开发日趋成熟，网络带宽不断增加，网络带宽能够满足传输视频数据要求，网络传输可靠性能够满足供电可靠性需要，软、硬件满足供电系统信息化开发要求。三、供电系统信息化必要性、可行性：由于供电量大幅增加，用户供电可靠性要求逐步增加，小区变电所普遍采用双电源进出线方式，部分变电所配有发电设备，变电所间联系越来越紧密，对供电系统故障判断由原有单一变电所能够很容易判断，转变为必须以整个供电系统为中心判断。这就要求必须采取集中式调度管理。同时，由于技术发展，设备品质、可靠性不断提升，故障率不断降低，变电所运行值班人员处理故障的机会很少，一方面降低了运行值班人员运行经验和处理故障能力，另一方面减少了变电所配置人员值班的必要性。集中调度、操作、维修，能够增加调度、操作、维修人员经验，加强处理能力，减少运行人员，节约运行费用。另外，由于企业QHSE管理要求越来越高，对职工健康、安全的要求越来越高。为节约占地，部分变电所设置地下，对职工健康形成伤害；一个小区经常拥有一个开闭所、多个变电所，原有的单人值班单人操作的管理模式无法实现单人对多个变电所管理、操作，现行管理规范要求电气操作必须两人操作，一人操作、一人监护，要满足现行管理要求势必增加人员及费用。最后，实行集中调度、操作、维修，能够节约运行成本，具有很强经济性。据测算，笔者所在企业10个变电所，实现远程调度、集中巡检、集中检修，软硬件投入与减少人员综合比较，项目实施前后，需一次性增加固定资产投资约500万元，运行费用每年减少约200万元，不到3年收回投资，具有很强的经济性。四、供电信息系统应具备基本功能：（一）供电信息系统应具备对设备的遥控、遥测、遥信、遥调功能：供电信息系统要实现对供电设备的远程监控，首先要实现对设备的遥控、遥测、遥信、遥调功能。一般拥有微机保护的系统模块均有此功能接口，要实现功能一般只需增加通信管理机及通信线路即可。遥控，也就是通过远程对开关的分合闸操作，实现远程停送电。遥控操作在操作对象的显示画面上进行，具有操作人、口令、权限和多重内部校核功能，保证遥控操作的正确性。对操作进行自动记录存档，记录包括操作人、时间、内容、结果等。同时具有控分、控合逻辑支持和双席监督执行功能。这样，保证了操作更具安全性，并方便追溯。遥测，是将对象参量的近距离测量值传输至远距离的测量站来实现远距离测量的技术，要实现电气基本参数，如电流、电压、有功功率、无功功率、电量、变压器温度等信息远传记录。遥测要实现遥测值工程量变换，变换系数在线修改，数据的物理性检查、合理性检查，遥测量两级越限报警（限值可整定），旁路替代处理，变送器残差处理，遥测值归零处理，遥测越限时间自动统计，最大值、最小值、平均值自动计算，遥测遥信相关性检查（当遥信状态和相关的遥测值矛盾时，进行报警记录），遥测值跳变滤波处理，平均值/积分值的计算，数据更新处理，电度脉冲计数及工程量变换等功能。遥信，要实现对变电所设备运行状态开关量、事故、预告信号的远程检测，以毫秒级分辨率记录厂站的开关、继电保护动作时间顺序并存档，为准确判断故障提供良好帮助。系统还能够对通道报警、主机状态报警信息、系统进程报警信息、服务器切换信息、网络事项、系统硬件报警、数据库容量报警等系统运行报警信息和开关变位、刀闸变位、保护信号动作/恢复、遥测越限、电压越限、频率报警、变压器分接头动作信息等电力系统报警信息实现声光报警。系统应该对所有事项均有记录，报警信息具有不同的事件类型和等级，各种事项报警应能存入历史数据库供日后分析及查询使用。遥调，能够实现对各种保护参数的即时调整，可以根据运行状况，远程投退保护。（二）供电信息系统应具备远程消防功能：为保证无人值守变电所，供电信息系统应具备远程消防功能。变电所无人值守，为保证变电所发生火灾时，变电所能及时灭火，变电所应设置自动消防装置。目前，自动消防装置比较成熟的是七氟丙烷气体灭火系统，该系统通过烟雾探测器检测火灾，可远程手动或自动喷发七氟丙烷气体隔绝空气达到灭火效果。（三）供电信息系统应具备视频监控功能：设备参数往往不能准确反映设备运行状态，供电信息系统必须拥有视频监控功能作为判断、查询设备状态的依据。设备参数仅能反映设备故障结果，当设备发生如火灾、爆炸等较大故障时，必须用视频作为辅助措施来判断是否误报。另外，在监控中心设置大屏幕监控各变电所运行状况，还能够记录操作、维修人员、外来人员的情况，方便及时发现不安全行为和隐患。（四）供电信息系统应具备巡检功能：由于远程监控替代了有人值守，通过视频辅助监控设备状态，不能完全替代人员的视、听，仍需人员定时巡检。借助系统功能，利用安防巡检功能，设置巡检点，用巡检棒定时巡检后，到监控中心记录的方式约束人员定时巡检，用技术和制度约束人的行为，改变了以往工作依靠自身敬业程度的工作状态。五、供电信息系统发展趋势：实现设备远程调度集中监控以后，供电系统的安全性、可靠性得到了很大提高。运行、检修、故障处理均有执行记录，在笔者单位运行实践上得到了很好的体现，节约了人员费用，加强了调度、检修力量，取得了很好管理效果。但用户的需求是发展的，新的管理需求会不断出现，为满足新的管理要求，笔者认为，供电信息系统会补充几种功能：（一）供电信息系统会补充低压远控功能：社会的发展是逐步渐进向上的，根据用户需求、技术发展状况和急需解决的问题，三十年来供电系统管理重点发生了很大变化。单就变电所而言，由于高压设备历史故障率高、停电范围大、可靠性要求高，所以行业把解决此问题作为供电系统改进重点。在实现高压保护自动化条件下，实现以高压为主的供电信息系统自动化，更进一步解决了以往高压设备存在的问题。高压侧故障率的降低，必然导致低压侧管理成为变电所的管理重点。所以，应该有一批成熟的低压远程监控设备、模块的出现，来解决变电所管理问题。目前，已有少数厂家研发了类似产品，但以国外产品为主，价格较高，不利于推广使用。随着管理要求的提升，会有更多以低压侧管理为主的应用出现，将会推动类似产品研发、生产进度，降低成本满足推广需要。（二）供电信息系统会加强住宅智能电网应用：变电所可靠性增加，会导致住宅侧可靠性成为管理重点，对远程抄表、核算，住宅侧远程停送电管理均可期待。（三）供电信息系统会实现在线检测功能：我国供电检修管理模式以定期检修为主，一般在春季、秋季负荷低峰期间，对电气设备进行试验、检修，试验一般为预防性试验和破坏性试验。试验本身会对设备产生伤害，检修也会造成机械、电气磨损，西方先进国家一般采取“免维护”管理方式，很多设备不进行检修。笔者认为，我国实际不能完全实现“免维护”管理，另外设备运行状态需要定期确认。这就要求实现对设备不停电检测功能，根据实时检测数据，智能预判设备故障，实现对有缺陷设备的有针对性维修，不旦能够增加设备寿命，减少停供电时间，还能够减少运行成本，必然成为供电信息系统研究方向。