摘要：本文針對地鐵工程車站進行了低壓變電智能化電能管理系統設計。首先，對地鐵工程中的車站低壓智能系統做了詳細介紹，其次，從硬件與軟件兩方面進行了電能管理系統整體結構設計，再次，基于頻率管理、電能質量控制和報警、諧波管理、節能與設備優化管理等角度深入分析了管理系統功能。通過研究表明，此系統實用性與可靠性良好，能夠基于網絡集中化管理實現設備用電信息優化管理與控制，從而科學有效管理能源消耗，提高能源利用率，節約車站運營成本，因此值得大力推廣與應用。

關鍵詞：地鐵車站；低壓；變電；智能化；電能管理

 

     地鐵工程中車站低壓配電變電系統的作用是為地鐵除了牽引負荷之外運營所需機電設備提供低壓電源電力。就功能可以劃分為兩大類，即降壓變電所與環控電控，其中，降壓變電所的任務是針對車站通信與監控提供電源，環控電控的任務是為風機與冷卻塔等供電。如果不能確保供電的穩定性與可靠性，那么勢必會影響地鐵的有序運行。

 

2.1概述

        用戶端消耗著整個電網80%的電能，用戶端智能化用電管理對用戶可靠、安全、節約用電有十分重要的意義。構建智能用電服務體系，全面推廣用戶端智能儀表、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括：先進的表計，智能樓宇、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等課題。

        安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過對用戶端用電情況進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各分項用電的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約電能，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。

2.2應用場所

        （1）辦公建筑（商務辦公、大型公共建筑等）；

        （2）商業建筑（商場、金融機構建筑等）；

        （3）旅游建筑（賓館飯店、娛樂場所等）；

        （4）科教文衛建筑（文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等）；

        （5）通信建筑（郵電、通信、廣播、電視、數據中心等）；

        （6）交通運輸建筑（機場、車站、碼頭建筑等）。

2.3系統結構

 

2.4系統功能

2.4.1

      實時監測系統人機界面友好，以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功  率、功率因數、電能等電參數信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態，以及有關故障、告警等信號。

 

2.4.2電能統計報表

       系統以豐富的報表支撐計量體系的完整性。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

 

2.4.3詳細電參量查詢

       在配電一次圖中，當鼠標移動到每個回路附近時，鼠標指針變為手形，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及24小時電壓趨勢曲線。

 

2.4.4運行報表

系統具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。用戶可以根據需要定制運行日報、月報，支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

 

2.4.5變壓器運行監視

        系統對配電系統總進線、主變壓器、重要負荷出線的運行狀態進行在線實時監視，用曲線顯示電流、變壓器運行溫度、有功需量、有功功率、視在功率、變壓器負荷率等運行趨勢，分析變壓器負荷率及損耗，方便運行維護人員及時掌握運行水平和用電需求，確保供電安全可靠。

 

2.4.6實時報警

       系統具有實時報警功能，系統能夠對配電回路斷路器、隔離開關、接地刀分、合動作等遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件進行實時監測，并根據事件等級發出告警。系統報警時自動彈出實時報警窗口，并發出聲音或語音提醒。

 

2.4.7歷史事件查詢

        系統能夠對遙信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

 

2.4.8電能質量監測

        系統可以對整個配電系統范圍內的電能質量進行持續性的監測，運行維護人員可以通過諧波分析棒圖、報表掌握進線、變壓器、重要回路的電壓、電流諧波畸變率、諧波含量、電壓不平衡度等，及時采取相應的措施，降低諧波損耗，減少因諧波造成的異常和事故(該功能需要選配帶諧波監測功能的電力儀表，不需要可刪除。

 

2.4.9遙控操作

         系統支持對斷路器、隔離開關、接地刀等進行分、合遙控操作。系統具有嚴格的密碼保護和操作權限管理功能，對于每次遙控操作，系統自動生成操作記錄，記錄內容包含操作人、操作時間、操作類型等。實現該功能需要斷路器本身具有電操機構及保護保測控裝置具備遙控功能等硬件設備的支持。

 

2.4.10用戶權限管理

         系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

 

2.4.11通訊狀態圖

       系統支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態，及時維護出現異常的設備，保證系統的穩定運行。

 

2.4.12視頻監控

       視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

 

2.4.13用戶報告

       用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析。

 

2.4.14 APP支持

       電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"和“缺陷記錄"五大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢等。

 

3.系統硬件配置清單

 

      綜上所述，在我國地鐵建設與運營管理中，節能降耗開始備受重視。由于地鐵供電無法有效保障，則會導致難以正常穩定運行，直接影響人們的順利出行。因此，提高地鐵供電的可靠性與穩定性具有十分重要的現實意義。而智能化低壓變電配電系統可以為地鐵提供可靠、穩定、安全供電，應用前景非常廣闊。所以，本文針對地鐵工程車站進行了低壓變電智能化電能管理系統設計。通過研究表明，此系統實用性與可靠性良好，能夠基于網絡集中化管理實現設備用電信息優化管理與控制，從而科學有效管理能源消耗，提高能源利用率，節約車站運營成本，因此值得大力推廣與應用。