淺談智能電力監控系統在醫院的應用

更新時間：2025-07-21

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摘要：基于目前科學技術飛速發展，人們對電力資源的依賴越來越廣泛，而現階段國內電力系統的運營成本還相對較高，因此完善電力系統各方面的工作已經勢在必行。電力監控系統在整個電力系統中具有重要的作用，它能夠有力的促進電網管理工作效率，降低電力系統的運營成本，本文分析了醫院的供電系統特征，介紹了智能電力監控系統的構成，并分析了應用智能電力監控系統對醫院的供電可靠性、電力經濟運行、故障隱患提前識別的作用。

關鍵詞：智能；電力監控系統；醫院應用及運行

0引言

隨著電力網絡的不斷發展，用電負荷的持續增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰，以實現配電系統持續可靠、低耗的運行。配電自動化，是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統。其目的是提高供電可靠性，改善電能質量，向用戶提供好的服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

1.智能電力監控系統的設計原則

根據可靠性和效率性配電管理的要求，智能電力監控系統的設計遵循下列原則。

1.1系統的實用性

智能電力監控系統的組成和實際一定要符合現場配電的實際情況，系統的實用性是首先應遵循的設計原則。應具有良好的可學習性和可操作性，使具備電腦初級操作水平的管理人員，通過簡單的培訓就能掌握系統的操作要領，達到能完成值班任務的操作水平。

1.2系統的安全性

大型綜合性醫院的負荷等級大多為一級負荷，系統安全性顯得尤為重要，要求系統中的所有設備及配件在性能安全可靠運轉的同時，還應符合中國或國際有關的安全標準。

1.3系統的實時性

電力系統中的電參量時刻都處在變化中，超負荷，不平衡等因素將會對配電設備造成巨大的損害，這些因素的產生具有偶然性，所以對系統的實時性要求非常關鍵，不僅能夠實現實時監測，還應具有記錄存儲的功能。

1.4系統的穩定性

由于智能電力監控系統是一項長期不間斷運行的系統，肩負著監測配電網絡的運行狀況，并具有一定的處理事件的功能，系統應有良好的穩定性

1.5系統的可擴展性

系統的設計并不是一層不變的，要求系統的設計應預留多路與其他系統的通訊接口，如樓宇自動化控制系統（BAS）、管理信息系統（MIS）、消防控制系統等運行，實現系統的擴展。

1.6系統的易維護性

智能電力監控系統在運行過程中的維護應盡量做到簡單易行。

2.智能電力監控系統結構

電力監控系統采用分層分布式結構，由設備層、網絡層和站控層組成。系統拓撲圖及現場儀表接法如下：

（1）設備層由智能測量儀表單元組成。以總線形式接入站級層主控單元，傳輸介質采用屏蔽雙絞線（RVVSP）。主要從電路測量和信號采集并與主控單元進行通信等功能。

（2）網絡層由通訊子站構成（即擴展卡），主要是從設備層采集電力系統數據并執行調配以及通信協議的轉換，然后接入站控層，將本站經處理的數據上傳和接受站控層下傳的設定參數或控制信號等指令。

（3）站控層直接接收并處理從擴展卡上傳的電參量信號。

各現場儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入擴展卡，擴展卡插在監控主機上。網絡結構：系統采用間隔層、通訊層和網絡層3層網絡結構。

3.智能電力監控系統功能

系統依據客戶實際需求進行設計，并實現了一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢與打印；系統負荷實時、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能。

3.1數據的采集與處理

數據采集主要包括模擬量以及開關量的采集。模擬量的采集主要是對線路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進行采集，開關量的采集則主要是對斷路器、隔離開關、接地刀閘等設備的工作狀態，以及斷電保護、運行故障等報警信息進行采集，實現遠程數據的本地實時顯示。數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

3.2數據記錄

電力監控系統的數據記錄功能主要就是對斷路器分合狀態以及保護動作的前后順序進行記錄，它要求系統中得有足夠的內存空間，進而長時間的、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監控系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流、實時電壓等數據進行記錄存儲。由此可見，數據記錄功能可以通過對保護裝置工作狀態的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統中存在的問題，從而便于工作人員解決。

3.3電能管理

為了實現對本醫院內各回路用電量的監管，系統設計了電能管理報表，系統通過對有功電度的采集，按照回路名稱的不同，自動生成日報表、月報表和年報表并有報表打印功能，并可對某一回路的某一時間段內的用電量進行查詢，可以幫助物業建立有效的用能管理考核制度。通過系統的建設和制度的建立，使各入駐管理人員節能意識大大提高，有效的節約了能源消耗。

智能電力監控系統的優點

傳統的配電系統是基于各種模擬量的直接讀取，各種儀表分布分散，且各種運行數據都具有即時性，可能在某個時段前后，各個供電參數有截然不同的變化。所以對傳統的供配電系統改造，引進智能電力監控系統，利用智能電力監控系統強大的功能，實現對系統的即時功耗、供電質量、漏電流、配電干線溫升的實時監控，觀測電參數的變化和各種異常情況。在電腦中記錄連續的運行數據變化，通過回顧追訴事件發生的過程，對配電系統實行24h監控，為醫院的供電保障和能耗分析提供決策依據。設置各種電參數運行上下值，提前發現各種事故隱患，及時排除故障，提升整個配電系統的安全運行水平，保障醫院的供電安全和病員的生命安全。

5.安科瑞醫院電力監控解決方案

電力監控系統實現對變壓器、柴油發電機、斷路器以及其它重要設備進行監視、測量、記錄、報警等功能，并與保護設備和遠方控制中心及其他設備通信，實時掌握供電系統運行狀況和可能存在的隱患，快速排除故障，提高醫院供電可靠性。

電力監控系統主要針對開閉所和10/0.4kV變電所，對高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況。同時對醫院重要設備如柴油發電機、無功補償裝置、有源濾波裝置、UPS、隔離電源系統狀態進行監測。

淺談智能電力監控系統在醫院的應用

電力監控系統硬件配置

應用場合	名稱	系列型號	圖片	功能
系統后臺	電力監控軟件	Acrel-2000/Z		數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序拉制、權限管理、車件記錄與告營、故障分析、各類報表
通訊層	智能網關	Anet系列		8個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協議、支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續傳，裝置電源:220V AC/DC。
35KV、10KV	微機保護裝置	AM6-x		相間電流速斷保護，相間電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。
35KV\10KV進線側	電能質量在線監測裝置	APView500		相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協議。
35KV/10KV測量	多功能網絡電力儀表	APM-520		具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統計、電能質量分析（包括諧波、間諧波、閃變）、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄)、事件記錄功能及網絡通訊等功能，主要用于電網供電質量的綜合監控。該系列儀表配有功能豐富的 DI/DO 模塊、AO 模塊、無線通訊模塊、漏電測溫模塊，可以靈活實現電氣回路全電量測量及開關狀態監控
35KV\10KV帶電顯示裝置	智能操控裝置	ASD500		5寸大液晶彩屏動態顯示一次模擬圖及彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫溫度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內照明控制、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4～20mA輸出；
35KV\10KV弧光保護	弧光保護裝置	ARB5-x		主控單元，可接20路弧光信號或4個擴展單元，配置弧光保護（8組）、失靈保護（4組）、TA斷線監測（4組）、11個跳閘出口；擴展單元，多可以插接6塊擴展插件，每個擴展插件可以采集5路弧光信號：弧光探頭，可安裝于中壓開關柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測范圍為180°，半徑0.5m的扇形區域；
35KV\10KV配電柜	無線測溫	ATE400（PT柜選用ATE200）		監測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監控系統。電源分為內置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃
0.4KV進線	多功能網絡電力儀表	APM-520(96外型)		具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統計、電能質量分析（包括諧波、間諧波、閃變）、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄)、事件記錄功能及網絡通訊等功能，主要用于電網供電質量的綜合監控。該系列儀表配有功能豐富的 DI/DO 模塊、AO 模塊、無線通訊模塊、漏電測溫模塊，可以靈活實現電氣回路全電量測量及開關狀態監控
	電能質量在線監測裝置	APView500		相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態、電壓中斷、1024點波形采樣、觸發及定時錄波，波形實時顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲，內存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網接口（＋1維護網口）＋1USB接口支持U盤讀取數據，支持61850協議。
	測溫監控裝置	ARTM-Pn-E		無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
	無線測溫傳感器	ATE400		監測母線、線纜接頭、斷路器觸臂、觸頭溫度，可通過無線傳輸至ASD320就地顯示，也可以上傳至監控系統。電源分為內置電池式和感應取電式，固定方式有螺栓固定，表帶式捆綁，測溫范圍-50℃-125℃，精度±1℃
0.4KV濾波柜	有源諧波治理系統	AnSin-xxx		有源電力濾波器井聯在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償，
0.4KV補償柜	有源無功補償系統	AnCos-xxx		低壓無功功率補償裝置并聯在整個供電系統中，能根據電網中負載功率因數的變化通過控制器控制電力電容器投切進行補償,無功功率補償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開關、控制器等組成。補償方式:線性補償，全響應時間<5ms，瞬時響應時間≤100us;補償效果:≥0.99，可補償容性無功和感性無功，濾除5、7、9、11、13次以內的諧波;自身損耗:≤2%，效率:>98%;監控以及顯示具備遠程通訊接口，可以通過PC機實時監控;具有人性化的人機交互界面，可通過該界面看到系統和本體的實時電能質量信息，操作簡單，可以遠控，也可以本控;標準模塊化設計，縮短交付周期，同時提高了使用的可靠性和可維護性。
0.4KV饋線	多功能網絡電力儀表	APM-510(72外型)		具有三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ）、電能統計、電能質量分析（包括諧波、間諧波、閃變）、故障錄波功能(包括電壓暫升暫降中斷、沖擊電流等記錄)、事件記錄功能及網絡通訊等功能，主要用于電網供電質量的綜合監控。該系列儀表配有功能豐富的 DI/DO 模塊、AO 模塊、無線通訊模塊、漏電測溫模塊，可以靈活實現電氣回路全電量測量及開關狀態監控
	電氣火災監測模塊	ARCM200系列		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvar h、Hz、cos中) ，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，2路繼電器輸出，4路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示， 2路獨立RS 485/Modbus通訊
	測溫監控裝置	ARTM-Pn-E		無線測溫采集可接入60個無線測溫傳感器；U、I、P、Q等全電參量測量；2路告警輸出；1路RS485通訊；
	無線測溫傳感器	ATE400		合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5A，測溫范圍-50-125C，測量精度±1℃；無線傳輸距離空曠150米；
低壓回路	電流互感器	AKH-0.66系列		測量型互感器，采集交流電流信號