建筑电气综合监控系统研究

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建筑电气综合监控系统研究

摘要:主要介绍了建筑电气综合监控系统的安全、可靠、高效用电一体化解决方案。该系统深度融合并优化各独立系统功能,具有安全、先进、经济的特点;在各系统功能相对独立的基础上简化综合监控系统结构,同时使系统也具有一定的扩展性。解决了现行的各建筑电气监控系统资源利用率低、维修维护成本大幅度提高的问题。从系统的结构、特点、功能等方面详细阐述了建筑电气综合监控系统的诸多优势。对电力生产的安全保障提供了一套可选的参考方案。

关键词:安全,高效,经济,扩展性

1概述

在常规建筑电气安全监控办法中为实现建筑用电安全、可靠、高效,我们通常会这样做:为了监视和控制电力生产和供应的过程,了解变配电系统的实时运行情况,通常会配置电力监控系统;为了对建筑能耗使用的全参数、全过程进行监测分析,实现节能减排,通常会配置能耗监测系统;为了保证用电安全,监测电气火灾关键指标,通常设置电气火灾监控系统;为了确保消防设备可靠工作,通常设置消防设备电源监控系统,以确保消防设备电源正常供电。《电力监控系统安全防护规定》中规定电力监控系统要监视和控制电力生产与供应过程,为变配电系统的数据采集、开关量监测和远程控制提供平台,提高供用电系统可靠性。《关于印发国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则的通知》中对能耗监测系统中建筑能耗使用的全参数、全过程进行动态监测分析,实现建筑用能的精细化管理和控制,达到节能减排的效果。《电气火灾监控系统》和《火灾自动报警系统设计规范》都对电气火灾监控系统的监测被保护线路剩余电流和温度,被探测参数超标时发出报警信号、控制信号并指示报警部位。《消防设备电源监控系统》中对实时监测消防设备主电源和备用电源,判断是否有过压、过流、短路以及缺相故障,记录故障详情并发出报警信号。

2相互独立的系统存在诸多问题

这些系统通过对电气设备、剩余电流及温度进行监控,对电气安全及节能起到了至关重要的作用。但是各系统没有统筹规划,彼此相互独立,资源不共享,存在诸多问题。各系统功能较为单一,信息采集交叉重复,缺乏全面的信息支持,对故障判断能力不够,缺乏系统全面的分析方法。系统多、设备多、接线多,投入成本高,设计、施工困难,占有空间大,运维不便,存在隐患。现在,我们有了更安全、更先进、更经济的建筑电气综合监控系统解决方案。为解决现行的各建筑电气监控系统各自为战、资源利用率低、投入及维护成本高等问题,建筑电气综合监控系统解决方案,该系统深度融合并优化各独立系统功能,在保持各独立系统功能特点基础上简化综合监控系统结构[1],并具有良好的扩展性。帮助用户节省成本,提高资源利用率和效率。建筑电气综合监控系统采用电力监控系统+能耗监测系统+电气火灾监控系统+消防设备电源监控系统的模式具有集中监控、分屏展示、APP定制、本地存储、断点续传、透明传输、规约转换等功能[2]。

3建筑电气综合监控系统结构

建筑电气综合监控系统采用分层分布、开放式结构设计,分为现场设备层、通信管理层、主控层。提高了系统的安全性、可靠性和易扩展性。现场设备层:包括多种监测及保护装置———电气火灾监控装置、消防电源监控装置、保护测控装置、智能电表、电能表、远传水表/气表/冷热量表、浪涌保护器等。通信管理层:由通信转换器、智能通信采集控制器、交换机等组成,智能通信采集控制器具有综合采集剩余电流、温度、电流、电压、频率、电能、流量、开关状态等功能。主控层:电气综合监控主机支持电气火灾监控、消防设备电源监控、电力监控、能源管理等多种嵌入式组态软件,并同时具有分屏、调阅及管理控制功能。

4建筑电气综合监控系统特点

应用浮动展示与热点图元链接技术,通过图层化的信息展示方式,使展示界面更加灵活直观。实现全系统不同维度管理信息的分层、分屏展示。采用一键调用、按需叠加、自由组合的方式,结合大数据分析技术与多级故障预警机制,精准掌控建筑用能趋势,保障建筑供配电系统安全。分类分项计量,准确把握能耗分布,分析不合理用能,调整运行方式。多级故障预警机制,保障建筑供配电系统安全可靠运行。建立针对设备、区域能效指标考核体系,结合运营模式数据,持续优化用能模式,节能增效。实时在线监测智能装置运行信息,评估设备的工作状态。本地或远程控制智能负荷联切。手机APP随身助理,信息传递实时高效,助力建筑智能管控与无人值守全球GPS时钟同步,分辨事件发生先后顺序,重现事故发生发展过程,缩短事故处理时间SOE事件记录时间分辨率达毫秒级,准确记录瞬时异常发展过程。手机APP随身移动助理,出现事故时及时推送信息,确保事故高效解决。

5建筑电气综合监控系统功能

5.1实时监控

1)支持平面型、立体型、分布式地理信息的智能化监控组态,基于建筑的分布位置直观展示建筑用电详情。2)支持一键调用、按需叠加、自由组合,实现分屏调阅、管理和控制。3)支持画面定制,可按需要灵活组态监控画面。

5.2数据采集分析与管理

1)供配电系统运行参数和装置运行状态实时监测。2)精确记录用电情况并进行趋势曲线分析,针对重要馈线/变压器/发电机等的保护监测,图形化展示运行状态、负荷曲线、异常状况报警。3)系统内与第三方系统间各子模块数据共享与联动控制。

5.3负荷智能投切

1)供电容量足够情况下,电源切换,所有负荷恢复工作。2)供电容量不足情况下,电源切换前联切部分负荷,保证重要负荷恢复工作。

5.4电能质量监测与分析

1)持续监测供配电系统的电能质量,包括电压波动与闪变、电压不平衡、电流不平衡、谐波分析、电压暂升/暂降、电压瞬变、频率偏差等电能质量问题。2)触发波形瞬态捕捉,精确记录扰动时的波形,帮助分析电能质量异常和系统故障原因。

5.5能耗监测

1)分类分项计量,准确把握建筑能耗分布,分析不合理用能,调整运行方式。2)多级故障预警机制,及时通报不合理用能情况。3)建立针对区域、设备能效指标考核体系,结合运营模式数据,持续优化用能管理模式,节能增效。4)实时检测智能装置的运行信息,评估设备工作状态。

5.6电气火灾监控

1)对剩余电流、温度、电流等电力参数进行实时监控。2)剩余电流保护、温度保护、过电流保护。3)提供灵敏的监控报警、故障报警。4)支持远程复位,支持消防联动控制。

5.7消防设备电源监控

1)监测回路电压、电流、剩余电流、开关量等状态。2)判断消防设备电源运行状态,包括过压、欠压、过流、中断供电等故障。3)监控报警、故障报警。

5.8远程控制管理

1)对于有输出控制的设备,可通过系统实现远程自动控制和调整。2)结合高端保护测控装置,可实现电容器自动投切、自备发电机组自动启停、变压器解列等功能。

5.9事件记录与分析

1)全面真实顺序记录和存储各类事件,区分各类型、各等级事件。2)支持按厂站、子站、设备、时间、类型等多维度的过滤查询,实现事件记录的快速查找和对比分析。3)可通过事件记录追溯故障发生的过程。

5.10趋势曲线查询

1)毫秒级记录和显示故障发生时间。2)在故障发生前提前预警,识别故障隐患。

5.11波形分析

1)越限或故障触发瞬态波形记录,用于故障的诊断分析。2)可从监控仪表或监控系统读取波形,进行波形展示分析。

5.12报表查询与管理

1)动态报表模板,跨时段报表以及相关的最值和差值报表。2)灵活易用的报表编辑工具。3)报表可输出至打印机、图片、Excel。

6结语

建筑电气综合监控系统采用多级故障预警机制,三重数据冗余机制使系统更安全;采用资源充分复用,减少投资、节省空间使系统更经济[3];采用数据深度挖掘分析,科学全面地评价供用电系统,多维度信息展示与管理,支持分屏展示。开放式接口设计,兼容其他采集装置信号使系统更先进;采用施工简化设计,设备、链路数量减少,方便后期运维,使用户管理更高效。通过读取电气综合监控系统的各类事件,根据要求的配置,将指定类型的事件以短信、邮件等方式进行推送。系统具有设备维护信息录入、设备台账管理、设备运行监视功能,为设备的运行维护管理提供综合数据查询和分析界面,为制定设备检修计划提供数据支持。支持其他系统的集成,如建筑变配电室视频监控系统,实现可视化监控、推送异常时段的视频画面、快速获知故障位置。建筑电气综合监控系统服务领域包括高层民用建筑、汽车库、大型公共建筑、地下公共建筑、其他大型建筑等。

参考文献:

[1]盛彦斌.建筑电气技术在智能建筑中的应用分析[J].住宅与房地产,2018(28):193.

[2]王小勇.基于云服务的建筑电气综合监控系统探讨[J].数码设计,2017(8):17-18.

[3]陈丽芳.智能建筑电气设计节能的原则与注意的问题[J].城市建筑,2019(3):177-178.

作者:庞宏源 单位:山西省信息产业技术研究院有限公司