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摘要：变电站在电力系统中占据着相当重要的地位，如今，用电量剧增，要求也逐步提高，加大了供电系统的供电难度，环境日趋复杂，在日常运行中常会出现一些事故，如通讯中断等，严重影响到人们的日常生活和生产活动。随着计算机技术和自动化控制技术的不断更新，变电站逐渐建立起自动检测系统，在此基础上，逐渐实现智能化。本文介绍了电能质量主要问题，EnerSys智能化电能管理系统组成、系统功能，EnerSys智能化电能管理系统扩展性强，集成性强，在20kV变电所成功实践及使用效果。
关键词：智能管理系统；20kV变电所；作用
引言
近些年来，电力系统规模扩大，环境日益复杂，很容易出现各种故障。通讯中断对人们的生活会造成重大影响，需及时发现并予以安全处理。变电站在电力系统中占据着很重要的地位，随着技术的发展，变电站开始实现智能化，逐步建立起了智能化管理系统，能够实时掌握变电站的运行状态，以保证系统正常供电。
一、电能质量
电能质量是供配电设备在一定的时间范围内保证用户使用电力的能力，它包括停电时间和停电次数。从供电企业来讲，提供的电的技术参数应符合国家标准；从电气设备制造者来看，必须具备满足设备要求的电能质量；从使用者看，电能质量指的是引起设备不正常、事故、停电的系统电压、电流、频率的异常波动。
电压骤降：指系统电压有效值在短时间内降到额定电压的90%以下，又马上恢复正常。会造成电气设备误动，设备跳闸，低电压保护启动，损坏电气设备，造成停产。会造成重大的经济损失或人身伤亡。所以，电压骤降会严重影响电能质量，必须严格防止，加强控制。
谐波：因系统中有大量的非线性负荷，向系统反馈谐波电流，造成系统污染，造成电能质量下降，引起设备发热，甚至损坏电气设备。必须严格防止，加强控制。
三相电压不平衡：造成电压不平衡的原因主要是系统阻抗不平衡，电源电压不平衡。会造成三相电流不平衡，影响三相设备的安全运行。电力系统的不平衡允许度为2%，必须严格防止，加强控制。
闪变：是电压波动引起的，非线性波动负荷产生，对敏感设备影响很大，会造成设备损坏或造成事故。必须严格防止，加强控制。
二、EnerSys智能化电能管理系统在20kV变电所运行中的作用
1、EnerSys智能化电能管理系统组成
（1）开关柜和配电箱上的智能监控装置、仪表。
（2）整个通讯网络所需要的通讯设备和通讯介质。
（3）电能管理软件及计算机等相关硬件设备。
（4）监控软件：具有开放性，遵守公认的开放性标准，可与其它系统实现无缝集成；具有安全性，能满足长时间稳定运行的要求，保证数据的完整性和一致性，防止来自系统自身的意外或人为的误操作；具有功能完备性，除基本的监控功能外，还包括分时计费、电能质量分析、智能操作票、事故追忆及故障分析等功能；具有实时性，系统响应时间足够短，严密监视各种运行情况；具有用户友好性，界用户面简洁、直观，方便用户操作。
数显仪表为整个电能管理系统提供相关参数、事件、运行记录等，并通过通信上传给专用的电能管理软件，智能化电能管理最终的目的是通过电能管理系统软件对全部的电力运行情况进行监控、管理和分析。
2、EnerSys智能化电能管理系统功能
EnerSys智能化电能管理系统的系统功能如图1所示：
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（1）数据采集与处理：采集记录每一电气回路的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、电度等全电量数据，断路器的分位、合位信号、电气参数越上限、越下限、高温报警、轻瓦斯、重瓦斯报警信号。当系统有故障时，把继电保护动作信号，断路器跳闸动作、声光报警信号送到后台监控机。值班人员在监控室主机上实时监控设备的运行，根据报警信号去处理故障。所有采集的信号、动作信号都保存在电脑，随时可以调出，作为分析、判断的参考。
（2）用电管理与监测：系统根据采样的电流、电压参数，可以自动计算出每一回路的用电量，并显示在电气主接线系统图上，用户在电脑一次系统图上就可以知道每条出线的用电情况。通过通信线可以把智能电能表的用电量上传到系统，节能了人员现场抄表的成本。利用系统的软件可以实现波峰、波谷分段计费，并实施不同的电价，鼓励节约用电，错峰用电，可以降低用户的电费，增加效益。
（3）电能质量管理：在现场开关柜上装电能质量监测表，用通信网络把所有的表计联系起来送到后台主机。在主机上通过监控软件根据采样来的电气参数，进行分析处理，可以用表格、电气图、趋势图等形式来反映参数的变化、波动情况，值班人员根据这些可以分析判断设备的运行情况，及时加以调整，确保设备的供电质量，确保电气的安全稳定运行。也可以通过分析，找出影响电能质量的原因，在电气设备运行中加以控制，避免电能质量出现波动，确保电气设备供电的质量，保证生产安全、稳定、长周期进行。
（4）设备检修维护管理：电气设备进行大修、中修、小修后，都必须写设备检修档案，把检修内容、检修步骤、更换零部件型号、试验标准记录等都写到检修档案上，并保存在电脑上。根据设备的检修周期，设备的实际运行情况，设备检修档案综合判断，合理安排设备检修时间，可以节约检修费用，可以确保设备安全运行，提高设备的利用率，增加企业的效益。
（5）事故管理：系统在正常运行时实时监控各种电气参数，当设备发生故障时，系统利用故障录波功能，把事故的电流、电压波形都记录下来，断路器由合到分、事故发生的时间、结束的时间、什么继电保护动作、动作时间都记录到系统，这些可以帮助电气人员分析故障的原因，尽快找到故障点，隔离故障，做好安全措施检修故障设备，抢时间修好设备恢复运行。把处理故障的所有记录保存到系统，作为下次发生相同故障的处理依据。
（6）事故预警管理：每台电气设备的每个电气参数设定上、下限越限报警，当系统有异常情况，电气参数波动比较大时，只要越过了上、下限的设定值，主机都发出报警声音，提醒值班人员注意，去加强设备检查，排除设备隐患，通过调节电气参数，使参数在正常范围内，确保设备的安全运行。
（7）节能增效管理：建立高效可靠的供配电系统，在变电站采用智能化电能管理是节能的最有效方法。采用分层分布式结构，从现场间隔层、车间层、厂级管理层组成架构。通过间隔层的电气参数采集，车间层的参数监测与调控，厂级管理层的能耗分析与控制，通过采样来的大量分散的电能数据，监控整个厂的生产过程电能消耗的动态过程，采用合理的措施，把相关的电能信息发布到企业的相关人员，对高能耗的设备进行相应的节能改造，电气设备的运行方式进行相应的调整，变压器的分接头进行调整，采用电容器进行无功功率补偿，提高系统功率因数，是节能的好办法。同时，调整企业的用电时间（多用波谷电），优化电费基本合同，完善企业电能管理制度，采用节能型电气设备，加强员工节能意识，提高员工技术水平，合理使用电气设备，及时调整设备的运行状态，减少设备的停电次数、停电时间。
结语
通过EnerSys智能化电能管理系统在20kV变电所的使用，效果非常明显。对现场设备的电气参数可以实时监控，每台设备、回路的用电量可以在电气主接线图上显示，设备的遥信、遥控信号可以再后台主机上显示，可以根据设备的实际情况调整电气运行方式，减少了电能损耗。降低了值班人员的劳动强度、工作量，增加了企业的效益。使变电站的供配电更安全、更节能、更环保。
参考文献：
[1] 王未来，郑明.刍议智能变电站的继电保护问题[J]. 机电信息，2013，21（9）：219-221.
[2] 高志远，曹阳，朱力鹏.智能变电站未来发展的分析方法研究[J].电网与清洁能源，2013，18（2）：164-166.