文海龍 王小華

摘 要：為改革西南醫(yī)科大學兩校區(qū)的配電管理工作，建設配電監(jiān)測平臺，實施專業(yè)公司承包運維管理，通過實施數(shù)據(jù)報警、分析，有效指導現(xiàn)場運行維護、變壓器負荷調整、負荷合理分配等，提高配網(wǎng)的運行安全水平，節(jié)約設備投入費用和設備運行管理費用，為高校的配電網(wǎng)管理提供了參考。

關鍵詞：配電監(jiān)測平臺;巡維管理;數(shù)據(jù)分析;數(shù)據(jù)應用

中圖分類號：TN911.4 ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）2-0028-03

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.02.006

Construction and Application of Distribution Network Operation Data System in Colleges and Universities

WEN Hailong ? ?WANG Xiaohua

（Southwest Medical University，Luzhou 646000，China）

Abstract：In order to reform the distribution management of the two campuses of Southwest Medical University， build a distribution monitoring platform， implement the contracted operation and maintenance management of professional companies， effectively guide the on-site operation and maintenance， transformer load adjustment and reasonable load distribution through the implementation of data alarm and analysis， improve the operation safety level of distribution network， and save equipment investment and equipment operation and management costs， It provides a reference for distribution network management in universities.

Keywords：distribution monitoring platform; patrol management; data analysis; data application

1 系統(tǒng)建設要求

1.1 配網(wǎng)系統(tǒng)情況

西南醫(yī)科大學由城北和忠山兩個校區(qū)組成。當前建設配網(wǎng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)情況為：城北校區(qū)有6臺630 kVA的箱式變電站，1臺630 kVA、3臺1 250 kVA，以及奧體中心2臺1 250 kVA變電所，計算變壓器容量達9 410 kVA。忠山校區(qū)有1臺400 kVA、4臺630 kVA、1臺1 250 kVA，計算變壓器容量達4 170 kVA。總計配電所變配電容量高達14 810 kA，涉及箱變12臺和配電房5個。

設備情況：配電供區(qū)分散，且設備陳舊參差不齊，基礎技術資料不完整，一次設備供貨廠家無技術支持，無有效的通信網(wǎng)絡聯(lián)絡配電設備。

1.2 配電監(jiān)測平臺要求

為了降低該校區(qū)配電數(shù)據(jù)平臺建設成本，更好地服務后勤部門管理需要，從而提出了校區(qū)配電監(jiān)測平臺采取有效、可靠、節(jié)約、安全的施工方案，保證原有一次設備不大批量更換，盡量減少施工停電及在防止發(fā)生安全事故的前提下實施。

2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)設計要點

參考國家電網(wǎng)調度平臺、變電站、水電站監(jiān)控平臺等資料，提出了本監(jiān)測平臺只需要實現(xiàn)遙測、遙信功能，以大大減少平能的建設投資，經(jīng)協(xié)調研究后提出了如下要求[1-3]。

①系統(tǒng)采用先進的IGX SCADA開發(fā)平臺，基于W3C標準兼容技術開發(fā)。平臺采用先進的分布式網(wǎng)絡技術、面向對象的數(shù)據(jù)庫技術、跨平臺可視化技術，全面支持IEC60870-5-103、IEC60870-5-101、MODBUS-RTU等協(xié)議。

②操作系統(tǒng)支持Windows 7 32 位（x86），64 位（x64）版本、Windows 8 32 位（x86），64 位（x64）版本、Windows 10 32 位（x86）版本，或國產(chǎn)相應的操作系統(tǒng)。

③數(shù)據(jù)庫支持 Microsoft Access、Microsoft SQL Server、MySQL、PostgreSQL、Oracle、DBi等常用的數(shù)據(jù)庫。

④服務器和桌面系統(tǒng)部署。IGX SCADA 服務器的設計考慮了效率，因此可以選擇當前任何基本硬件配置的商用計算機來運行服務器。計算機規(guī)范已設置運行帶有5個遠程并發(fā)連接的1 024個標簽的項目的最低要求為：處理器可選擇英特爾?酷睿?2 @ 1.66 GHz或更高，磁盤空間25 MB的 Runtime，200 MB用于開發(fā)。

⑤需要實現(xiàn)IGX SCADA軟件平臺架構與IGX SCADA軟件平臺功能模塊拓撲圖設計與組態(tài)，實現(xiàn)實時監(jiān)視配電網(wǎng)絡情況。

⑥終端設備需要全面支持485通信、MODBUS-RTU通信協(xié)議。涉及產(chǎn)品類別為三相電量采集儀、模擬量采集模塊、開關量采集模塊、數(shù)據(jù)匯集與通信模塊等。

⑦平臺終端實現(xiàn)電量采集的一次硬件基礎為：各箱變及配電房配電回路具備對應PT、CT、空開及斷路器直采輔助接點、溫控設備支持MODBUS-RTU通信協(xié)議等。

⑧鑒于校區(qū)的網(wǎng)絡配置情況及各配電設備的分布方式，平臺網(wǎng)絡通信終端采用諸如4G-DTU、串口轉DTU模塊、4G-DTU轉LAN網(wǎng)絡模塊等，得以實現(xiàn)各箱變、配電房的電量數(shù)據(jù)傳輸，并在此基礎上實現(xiàn)視頻監(jiān)控的平臺融合。

⑨平臺建設施工必須嚴格遵守《電力安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分》（GB 26860—2011），校方在指導配合計劃施工過程中也必須遵守本規(guī)程。

3 數(shù)據(jù)資料情況及管理

3.1 硬件系統(tǒng)建設

嚴格按設計方案進行建設，一臺式箱變電站或一個變電所內(nèi)，在總路、支路安裝電壓、電流、溫度等傳感器，用一個集線器收集所需要數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡或寬帶網(wǎng)絡上傳到數(shù)據(jù)后臺。

3.2 軟件系統(tǒng)建設

按設計要求實施，參考電網(wǎng)調度數(shù)據(jù)平臺對變電站、電站運行管理系統(tǒng)進行建設，主要功能有實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)、表格系統(tǒng)、數(shù)據(jù)報警系統(tǒng)等。

3.3 運維管理

專業(yè)的人做專業(yè)的事，為了減輕高校后勤的管理技術壓力和人員經(jīng)費支出，采用專業(yè)承包方式，這也是本系統(tǒng)建設的出發(fā)點。通過幾年的運行，配網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺的建設基本達到預期建設目標，運行效果良好。

3.4 主要采集數(shù)據(jù)情況

系統(tǒng)建設后2019年4月最高統(tǒng)計用電負荷3 000 kW，變壓器安裝容量14 600 kVA，負荷率20%左右。

2020年截圖數(shù)據(jù)通過表格處理情況為：1月最高負荷1 676 kW，2月最高負荷719 kW，3月最高負荷923 kW，4月最高負荷982 kW，5月最高負荷1 709 kW，6月最高負荷2 685 kW，7月最高負荷2 300 kW，8月最高負荷2 009 kW，9月最高負荷1 530 kW，10月最高負荷1 746 kW，11月最高負荷2 719 kW，12月最高負荷3 528 kW。通過截圖數(shù)據(jù)看，采集數(shù)據(jù)與國網(wǎng)系統(tǒng)比較，常有數(shù)據(jù)出錯和通過網(wǎng)絡看不到數(shù)據(jù)情況，相對故障率較高，但基本滿足本配網(wǎng)運行維護需要。2020年變壓器負荷率情況如表1。

從表1數(shù)據(jù)分析看，2020年最高負載率的變壓器是城北4#、5#變壓器，負載率分別達到85%、87%，忠山3#、6#箱變分別達到63.8%、75.6%。奧體中心1段兩臺變壓器負載率最低分別只有12.4%、12.5%，最高負荷時的總體負荷率只有33%。

按月平均電費推算，城北校區(qū)變壓器負荷率為13.57%，忠山校區(qū)為17.06%。

這些數(shù)據(jù)為合理開展配電運行與維護提供了依據(jù)，也是建設該配電數(shù)據(jù)系統(tǒng)的目標之一。

4 運行數(shù)據(jù)在管理中的應用

4.1 實時運行維護指導

按運行托管要求，承包配電網(wǎng)絡企業(yè)需要安排技術人員全天24 h值班，在出現(xiàn)箱變和配電房開關跳閘、設備溫度越限、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集等問題時能及時處理。這樣通過該配電數(shù)據(jù)平臺能最大限度地保障各樓棟設備用電的可靠性。

4.2 變壓器調整

城北校區(qū)逸夫圖書館配電室原安裝了1 250 kVA和800 kVA變壓器兩臺，主要供電范圍為逸夫圖書館（照明、空調、計算機機房）、海川樓（照明、空調）、粒香苑食堂等，通過無線配電運維系統(tǒng)，監(jiān)測到1 250 kVA變壓器最大運行電流為650 A，800 kVA變壓器的為210 A。2018年通過調整后，原逸夫圖書館配電室僅保留800 kVA變壓器，1 250 kVA變壓器搬遷至海川樓低壓配電室，供電范圍為海川樓（照明、空調）、粒香苑、學生公寓18舍、學生公寓19舍、護理學院門面等。搬遷調整后，通過無線配電運維系統(tǒng)監(jiān)測，逸夫圖書館800 kVA變壓器最大運行電流為560 A，海川樓1 250 kVA變壓器最大運行電流為920 A，兩臺變壓器的利用率得到顯著提高，保障了海川樓片區(qū)新增用電負荷。

4.3 調整變壓器負荷

2019年城北校區(qū)寢室、食堂、教室空調全覆蓋，通過無線配電運維系統(tǒng)監(jiān)測，海川樓1 250 kVA變壓器最大運行電流為920 A，得知該變壓器富余量大的情況下，稻香苑食堂中央空調增容211 kW，學生公寓18舍空調增容274.5 kW，學生公寓19舍空調增容288 kW，增容完成后，通過近一年的運行情況統(tǒng)計分析，該變壓器最大運行電流為1 300 A，該變壓器低壓側額定電流為1 804 A，變壓器負載率為72.2%。

4.4 合理新增負荷方案

城北校區(qū)桂香苑食堂由5#箱變（1 250 kVA）供電，從2017年開始監(jiān)測電氣參數(shù)等，發(fā)現(xiàn)最大電流為800 A，該變壓器負載率不高。桂香苑新增中央空調用電負荷為205 kW，中央空調安裝運行后，該變壓器年最大運行電流為1 200 A，變壓器負載率為66.52%，處于經(jīng)濟運行狀態(tài)。

4.5 新增電纜合理分配負荷

忠山校區(qū)心源樓由4#箱變（500 kVA）供電，該樓科研設備較多，原低壓電力電纜規(guī)格為YJV22-4×120+1×70，冬季用電電流達到300 A，該電纜存在明顯發(fā)燙的現(xiàn)象。4#箱變年最大電流為500 A，經(jīng)過技術經(jīng)濟分析，4#箱變新增負荷有可能造成變壓器負載率過高，不利于安全經(jīng)濟運行?？紤]到心源樓以后新增科研設備用電等情況，附近3#箱變（630 kVA）年最大運行電流為400 A，且該箱變與心源樓距離為200 m左右，故建議從3#箱變新增一根電力電纜（規(guī)格為YJV22-4×240+1×120），改造完成后該電纜年最大運行電流為320 A，3#箱變（630 kVA）年最大運行電流為700 A。

4.6 節(jié)約運行管理費用

該配電運維系統(tǒng)從2017年建成投運以來，通過電腦或手機可以遠程查看兩校區(qū)實時配電運行數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等，兩校區(qū)6處10 kV配電室和環(huán)網(wǎng)柜達到了無人值守狀態(tài)，直接減少了運行值班人員3名，減少運行經(jīng)費15萬元/a。該系統(tǒng)已累計監(jiān)測到低壓出線電纜過流情況23起，監(jiān)測低壓電器溫度異常5起，功率因數(shù)異常2起，為學校及時處理運維中的異常情況提供了及時準確的監(jiān)測情況和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，避免了學校配電運維事故發(fā)生，供電可靠性和安全性得到顯著提高，同時也提高了后勤能源保障滿意度。

5 結語

西南醫(yī)科大學后勤通過有效運行數(shù)據(jù)資料指導現(xiàn)場運行維護、指導變壓器負荷調整等，大大地提高了配網(wǎng)的運行安全水平，節(jié)約設備投入費用和設備運行管理費用，為高校的配電網(wǎng)管理提供了參考。配電監(jiān)測平臺初步建成，但數(shù)據(jù)記錄等還需要進一步完善，以更好地服務于后勤管理，這也是下一步需要改進的工作。

參考文獻：

[1] 譚雅怡.電網(wǎng)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)平臺在運檢管理中的應用[J].冶金管理，2021（1）：139-140.

[2] 鄒學偉，孫振華，劉鄭哲.基于帶電檢測的高壓開關柜運檢管理新模式探討[J].湖南電力，2018（6）：67-69.

[3] 郭金坡.探討10 kV配電網(wǎng)運行維護實踐管理方法[J].農(nóng)村電氣化，2020（12）：31-32.