荣博
中铁十四局集团电气化工程有限公司
摘要：在过去的两个五年规划时期，中国的基础民生工程得到快速发展，尤其是城市轨道交通工程在“十二五”和“十三五”期间在规模上得以迅速扩张，中国一二线城市都基本实现了地铁网络对城市的覆盖。地铁的稳定运行离不开一个稳定安全的电力系统，传统电力系统监控管理工作各自为阵，对事前预防、事中跟踪、事后分析缺乏有效的支撑手段，对维护和值守人员不能统一指挥和调度，缺乏必要的监督和考核手段。这些都已不能满足精确化管理与转型的要求。各安全设备不能有机的关联，报警信息单一，重要设备无联动功能，报警性质确认困难，缺少管理和分析功能等客主观因素的影响，造成现有的设备防范功能及作用大打折扣。
能源管理系统和在线监测系统，通过电力系统正在使用的专有通信资源，在监控中心电脑或办公电脑上直接监测、控制其监控管理范围内变电站、配电房、户外箱变或配电箱等各电力运行设备的各种情况，可减轻工作人员平日里的大量检修工作负担，有利于快速发现危险隐患，有力保障了系统的可靠工作，对地铁安全稳定运行有着重要的意义。
关键词：地铁停车场；能管系统；在线监测系统；低压开关柜
一、工程简介
陈头岗停车场是广州地铁22号线唯一的一个停车场，承担着广州地铁22号线列车存放、检修和调试的重任，陈头岗停车场综合办公楼0.4kV开关柜室由38台低压开关柜和一台网关柜组成，提供整个停车场的生产和生活用电，停车场的稳定可靠的生活和生产离不开0.4kV开关柜室的稳定安全的运行，所以在停车场设计阶段就将能管系统和在线监测系统应用在了0.4kV开关柜室中，更直观的监测设备运行和能耗情况、更合理的制定设备维修策略，有力的保障了停车场的用电需求。
二、能源管理系统
1、能源管理系统简介
停车场的能源管理系统通过分类、分项计量，实现对各用能设备进行实时计量，实时采集相关的能耗数据，为统计分析、用能诊断提供精确的数据支撑，具有系统性、完整性和可拓展性的特点。能源管理系统实现以下功能：
1)对相关设备进行分布式监控和集中管理。按照相关规程和规范要求，对现场的监测点进行数据采集、传输、存储；系统通过实时在线能源数据、能源质量监测、实现一体化的能源统计、分析、诊断、预测。
2)建设停车场层能源管理系统，实现对现场监测点的实时计量、监测，在线统计分析等功能。
2、能源管理系统的系统功能
停车场的能源管理系统通过各个设备的多功能智能表计按照相关规程和规范要求，对现场的监测点进行数据采集，上传到站级服务器及工作站中进行数据存储、分析和显示，站级服务器及工作站安装在0.4kV开关柜室的网关柜中，采集到的数据同时经综合监控接口通信管理器上传到停车场综合监控系统进行实时在线能源数据、能源质量监测、实现一体化的能源统计、分析、诊断、预测。系统示意图如下：
.png)
能源管理系统示意图
具体系统功能如下：
1）能效管理
对重要能耗系统或设备进行能效监测，计算系统能效，为系统优化提供数据支撑。并对节能改造项目通过系统核算节能效果和投资回报周期。
2）设备管理
利用系统有效的实时监测手段，实时掌握设备能耗状况，并结合设备台账辅助管理。
3）报警管理
实现用能异常系统报警与短信报警，包括：电参数超限报警、异常用能报警、通信故障报警等功能。
4）分类管理
按照组织结构划分，生成各部门能源报表。
提供能耗成本趋势图，进行用能成本对比分析。
5）报表管理
利用系统完整、准确的数据自动生成各类能源统计帐表。
报表支持多种时间维度（日报、月报、季报、年报等）。
报表支持多种内容，包括：用电量统计报表、分时电量统计报表、日负荷统计报表、牵引电量统计报表、外电源统计报表等，且具备同比、环比、类比功能。
报表支持多种业务类型，如能耗数据报表、能耗账单、能耗分析报表、综合报告等。
报表以图形（棒图、曲线、表盘、饼图等）、文字、表格等多种形式显示，并可直接打印导出为Excel等格式。
3、功能应用
1）尖峰平谷能耗管理、分类分项能效分析
尖峰平谷电量分析、预估，累计趋势、电量/电费占比分析，节能足迹；可按综合楼、周月检线、运用库、小单体、设备进行用电计算也可按照明用电、生产用电等分类方式进行统计，根据费率计算出费用，这些费用可以作为节能技术分析的突破口以及用电计划的比较修正。
2）用电管理、智能抄表、对比分析
设备运行状态、电流、电压、电量等实时数据采集与监测；实时远程自动抄表，降低人员工作量；负荷趋势分析、最大最小值及其发生时间记录，电流、电压、有功功率等电参量数据、谐波含有率等数据进行对比分析，评估停车场的节能空间，为停车场节能提供科学依据。
三、在线监测系统
1、在线监测系统简介
在低压柜中搭建以在线监测系统、状态评估系统为主的系统框架，通过对智能断路器核心状态量的在线数据获取、监测预警、分析诊断，实现对低压柜智能断路器的自动巡检、自动预警、自动输出报表等功能，减少人员到现场巡视次数，及时发现设备隐患，为迅速排除故障节省检修时间，为生产检修、运行、预试、调度、项目管理各业务的标准化、规范化管理提供有效的信息支撑平台，提高低压柜系统安全、稳定运行，提高设备的运行维护和管理水平，最终达到对设备的全寿命周期管理目标。
2在线监测系统的功能及应用
在线监测系统由低压柜智能断路器和柜内环境监测智能传感器组成底层的数据采集系统。智能断路器、智能传感器的采集数据在低压柜内人机界面显示，同时数据录入在线监测系统，通过数据分析，实现低压柜的监视控制、运行调度、故障预警和寿命评估。系统示意图如下：
.png)
在线监测系统示意图
在线监测系统的功能
1）在线监测的就地化
将采集到的设备数据实时直观显示在低压柜人机界面及在线监测屏上，包含以下功能：
（1）状态显示功能
显示断路器基本信息、额定电流、整定电流值、速断保护设定值、断路器负载率、断路器分合状态、断路器分合闸次数、触头磨损率、断路器运行温度等。
（2）实时报警，历史事件查询功能。
（3）趋势分析（实时/历史/预测）功能。
2）在线诊断的智能化
以在线监测数据为信息资料基础，以状态评估诊断为技术支撑，建立安全可靠、开放灵活和可扩展性强的、运作协调的设备远程监测诊断体系。系统具备数据整合、监测预警、故障诊断、状态评价等高级服务功能，为各低压柜断路器设备提供维修策略。
（1）故障识别功能
根据状态监测获得的信息，对异常状态做出报警，并对故障类型进行初步分析，以便运行人员及时了解设备的工作情况。
（2）诊断推理功能
根据各种检测方法得出的初步结论，结合具体设备的结构特点，综合考虑设备的运行历史（包括运行纪录、故障经历及维修纪录）和各种环境因素的影响，对设备发生的故障进行分析。确定故障的性质、程度以及部位，推测诱发故障的直接原因。
（3）寿命预测功能
对已识别的故障进行预测，指出故障的发展趋势及其后果，估算设备的剩余寿命，确定检修周期，提出控制故障发展和消除故障的维修策略。
在保证低压系统可靠运行的基础上，利用设备的状态评价结果为低压系统设备的维修策略提供可行性建议，并形成设备状态分析评估数据库。
结语：
终上所述：停车场低压开关柜能源管理系统和在线监测系统通过对各设备的实时在线监测，更能直观检测到设备运行状态，为设备能耗分析和维修策略提供了强有力的数据支持，为停车场减轻了工作人员平日里的大量检修工作负担，有利于快速发现危险隐患，为整个停车场生产和生活稳定可靠的运行提供了保障，对地铁安全运行具有重大意义。
参考文献：
[1] 黄海潮,钟一俊,龚小刚.配电线路在线监测系统的研发与应用[J].电力信息与通信技术,2015,13(3):78-81.
[2] 王行,姜裳,毋炳鑫,等.低压用户配电线路在线监测方法[J].电工术,2018,(23):23-26
[3] 崔光照,刘宾,10kV室内开关柜高压触点温度无线监测系统的设计[J].电气技术,2016,17(6):66-69