摘要：通过对大型文化艺术中心智能化电力监控系统设计的整体思路探讨，讨论其系统在大型公共建筑中的功能应用。
统计表明，公共建筑耗电量是普通建筑的5倍，其中大型公共建筑和国家机关办公建筑的年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量在50到300度之间，这个数字较普通建筑要高出3到5倍。
为满足国家对节能减排方面的要求，同时为解决各种新型负载所带来的电能质量问题，笔者在某市文化艺术中心的建筑电气设计中，采用了智能化电力监控系统，实现对电力系统的各项管理功能，提高对电力系统的管理效率，保障电力系统的可靠安全运行并帮助实现节能降耗的目标。
1、工程概况
某市文化艺术中心总建筑面积4.4平方米，总投资1.9亿,主要由会议中心功能区(会议中心、综合剧场、展览厅等)和商业功能区(商场、餐厅、宴会厅等)两部分组成。该项目两路高压进线，共计有一个高压配电室、三个低压配电室;高压柜12台，低压柜48台，变压器4台，其中1、2#变压器为1600KVA，3、4#变压器为1250KVA。
2、系统结构情况
智能化电力监控系统结构共分为三层：主控层、通讯管理层和间隔设备层。系统采用分层分布式的结构，监控装置都是单元式的装置，完全分散安装在低压开关柜上，利用监控后台，完成当地监控。
1)主控层
主控层监控微机实现当地全部功能，还可实现复杂的规约转换功能，实现预留接口与第三方设备、系统通讯(变压器的温度等)。主控层电力监控软件不仅实现对全系统电力情况的实时监控，还实现企业网对于系统数据的访问和共享
2)通讯管理层
通信管理层用智能通信管理器控制所有现场控制层的保护装置、监控装置和第三方设备。
各种带通信接口的装置，如UPS、直流电源、智能电度表等第三方设备均可接入上级监控系统，或者经本站通讯管理机接入。配置两台CEIEC-1280智能通信处理器，负责将高低压柜上的监控装置的数据通过RS-485总线采集上来，CEIEC-1280可以采集16条RS-485总线，其中每条RS-485总线可以连接8-10个左右的PMC系列监控装置。CEIEC-1280将区域内的所有数据采集后输出1路TCP/IP方案的网络信号，该信号和监控中心的交换机连接。
3)间隔设备层：
各间隔需要监测的DI点比较多，包括断路器位置信号，隔离开关位置信号，接地刀闸信号，远方就地位置信号，跳闸回路监视信号，控制回路断线监视信号，弹簧储能信号，分闸闭锁信号等等需要很多DI点;同时很多电动开关包括断路器、隔离开关、接地刀闸的遥控需要很多DO点。
监控装置屏幕可同时显示各电量参数、报警信息，使得查看具体运行情况可以更加直观，分析起来更方便。
3、配电室设备配置
1)10kV进线柜保护监控：配置PMC-651F实现电流速断保护、电流限时速断保护、定时限过流保护、反时限过流保护、过负荷保护、灵敏接地保护、负序电流保护、弹簧储能监视、TV断线，事件记录功能，故障录波功能。并可实现高精度测量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值记录、1msSOE等功能。
2)10kV联络柜保护监控监控：配置PMC-651D实现母线充电保护、定时限过流保护、反时限过流保护、过负荷保护、灵敏接地保护、负序电流保护、弹簧储能监视、TV断线。事件记录功能，故障录波功能。并可实现高精度测量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值记录、1msSOE等功能。同时配置一台PT切换箱。
3)10kV变压器柜保护监控：配置PMC-651T电流速断保护、电流限时速断保护、定时限过流保护、反时限过流保护、过负荷保护、灵敏接地保护、负序电流保护、弹簧储能监视、TV断线。事件记录功能，故障录波功能。并可实现高精度测量V,IP,Q,Cosφ,f,kWh,kVarh、最值记录、1msSOE等功能。
4)10KVPT测控装置：电源投入之前，需要对PT的电压量测量，配置两台530A实现测量每一回线路或设备的全部三相电量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于监视断路器、刀闸状态和控制输出继电器。
5)备自投装置：PMC-68301#、2#两条进线互为备用，三个断路器之间的“三选二”，需要进行备自投，则需增加一台PMC-6830。可实现1#2#进线备自投，过载闭锁备自投，进线断路器状态监视，两段母线PT断线监视及全失压监视，并具有测量和事件记录功能。
6)低压进线测控装置：在低压重要出线回路加装智能监控仪表PMC-530A，实现测量每一回线路或设备的全部三相电量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于监视断路器、刀闸状态和控制输出继电器;进行故障录波，长度为16周波，实现31次谐波分析、越限控制与报警、1ms的事件顺序记录功能(SOE);实现和4个光电隔离开关量输入、2个开关量输出。
7)低压配电回路测控装置：PMC-53M三相数字式多功能测控电表为低压配电回路配置，实现测量每一回线路或设备的全部三相电量：U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;可用于监视断路器、刀闸状态和控制输出继电器;实现和2个光电隔离开关量输入、2个开关量输出。
4、系统的主要功能
1)数据采集、传输及处理，对实时数据进行统计、分析及计算。
①实时计算各线路的功率因数。②实时计算各线路的有功、无功功率值。③实时计算每日、每月各条线路的有功，无功最大、最小及平均值。④实时显示各变压器温度值;实时计算每日、每月各变压器温度最高、最低与平均值。⑤实时显示各高压进线的频率、谐波分析情况。⑥实时显示、统计各回路各时段的电度值,对电能数据进行分时计费统计,应根据用户要求具有多种分时计费(峰、谷、平值等)方案和费率的种类。实时显示、统计各回路每日、每月、每年的有功电度总值和无功电度总值。⑦实时显示电容的投切状态以及手动/自动状态。⑧数据采集周期、方式、参数等可由用户在线定义，状态量的变化应优先传送。
2)报警处理
设置预告信号和事故信号，并产生不同的音响报警及闪光，自动推出相应画面，对应事故、故障设备的图形发生闪动变位，窗口提示事件内容及处理指导。报警信号可在监控主机上人工确认复归。
预告信号部分：线路过负荷、系统自诊断故障、母线电压越限、电流越限、变压器温度越限、装置异常或装置通信故障等。
事故信号部分：保护装置动作、开关变位。
3)事故追忆显示画面
保护动作发生时，系统自动启动相关的测量数据记录，以毫秒级的分辨率正确记录下来，进行显示、打印和存储，供系统进行事故追忆，可任意选择想要查看的事故追忆数据。
4)越限自动跳闸及遥控跳合闸控制
通过电流、电压、有功等遥测值越限实现自动跳闸，通过监控主机能实现断路器远方跳合闸，并记录跳合闸动作。
5)运行及配电管理功能
系统具有交接班记录、运行记录、操作票管理记录、检修维护记录、技术资料管理记录、设备管理记录、继电保护定值管理记录等功能。
6)系统具有自诊断及自恢复功能系统具有自诊断及自恢复功能
7)故障录波和谐波分析系统
系统具有故障录波和谐波分析功能。发生事故时，保护装置可以进行故障录波，并将故障波形传送到后台系统。系统可以存储故障波形数据，并可以以波形曲线的方式查看、打印故障录波，供事故分析、处理。
8)安全性管理
系统软件设置支持多种权限分区和密级设置，为系统管理员、工程师、一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施。
5、总结
智能化电力监控系统在大型公共建筑中的运用，提高了电力系统的可靠性，保障供电连续性;提高电力系统的管理效率，降低运行成本;改善电能消耗方式，促进节能降耗;监控电能质量问题，减少故障风险;提供有效的故障诊断，缩短故障停电时间。
