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王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，用戶端智能供配電系統(tǒng)已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢，在變電所內(nèi)安裝相應(yīng)的智能儀表及系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)控用電狀態(tài)，提高了供配電系統(tǒng)的安全、可靠及維護(hù)效率、降低維護(hù)的人工成本、實(shí)現(xiàn)了變電所部分供電的無人值守的自動(dòng)化水平，為用戶節(jié)約電力維護(hù)成本。現(xiàn)就啟東行政中心項(xiàng)目中使用的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)供配電方面的自動(dòng)化和智能化做一簡要介紹。

關(guān)鍵詞：啟東行政中心 變電所配電  無人值守  電力監(jiān)控  智能配電系統(tǒng)  配電自動(dòng)化

0、引言

    現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求，而微處理器技術(shù)的廣泛應(yīng)用及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的大幅度提高，使智能化電器元件得到快速發(fā)展，智能化電氣管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、變電所智能電力儀表等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

    本文以啟東行政中心例，簡單介紹Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)公共建筑項(xiàng)目中供配電系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化，同時(shí)提高供配電系統(tǒng)的安全可靠性，歷史數(shù)據(jù)可追溯性等功能。

1、項(xiàng)目介紹

    啟東市行政服務(wù)中心是政府派出機(jī)構(gòu)，代表政府行使組織、協(xié)調(diào)、管理、監(jiān)督職能，是集行政許可與服務(wù)為一體的綜合性行政服務(wù)機(jī)構(gòu)。2001年12月28日正式投入運(yùn)行。中心分管理層和辦事窗口，管理層內(nèi)設(shè)辦公室、綜合協(xié)調(diào)科和投訴監(jiān)督科，辦事窗口目前進(jìn)駐47個(gè)部門，設(shè)立380 個(gè)服務(wù)窗口，371名工作人員，現(xiàn)有行政許可審批事項(xiàng)827項(xiàng)，服務(wù)事項(xiàng)13項(xiàng)。

    本項(xiàng)目屬于公共建筑項(xiàng)目，項(xiàng)目的監(jiān)控范圍為：高壓開關(guān)站以及7個(gè)變壓器和相應(yīng)的負(fù)載回路、監(jiān)控回路共計(jì)305個(gè)，本項(xiàng)目中監(jiān)控回路配置ACR系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表。為實(shí)現(xiàn)本建筑內(nèi)的配電自動(dòng)化，提高啟動(dòng)行政中心供電的安全性、可靠性、合理性，建設(shè)方委托安科瑞電氣股份有限公司承建此項(xiàng)目的智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)。鑒于本項(xiàng)目中高壓開關(guān)站以及7個(gè)變壓器距離主監(jiān)控室的數(shù)據(jù)采集器距離較近，方案設(shè)計(jì)時(shí)將所有數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至系統(tǒng)主機(jī)所在的值班室內(nèi)。

2、用戶需求

①  電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。

②  主要變壓器的工作狀態(tài)，開關(guān)的閉合。

③　對(duì)其負(fù)載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況

④　越限報(bào)警，針對(duì)客戶的特定回路來設(shè)置越限報(bào)警

⑤　對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表

⑥　報(bào)警事件記錄，便于維護(hù)人員來根據(jù)事件發(fā)生的時(shí)間性質(zhì)對(duì)電路進(jìn)行維護(hù)。

⑦　用戶權(quán)限管理，不同等級(jí)權(quán)限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)操作。

3、設(shè)計(jì)方案

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

  JGJ/T 16-92          《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/J63-90            《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

  GB/T13730            《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

  GB2887               《計(jì)算站場地技術(shù)要求》

  GB/50198-94          《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

  DL/T 698.31-2010     《3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求》

  DL/T 698.35-2010     《3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

  DL/T 698.41-2010     《4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

  DL/T 698.42-2010     《4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

  DL/T/814-2002        《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于啟東行政中心的建筑規(guī)模、性質(zhì)，以及后續(xù)項(xiàng)目的可連帶發(fā)展的性質(zhì)，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點(diǎn)需求以及在相同性質(zhì)工程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：啟動(dòng)行政中心所有監(jiān)控點(diǎn)位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設(shè)至主機(jī)所在的值班室。數(shù)據(jù)總線通過數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)主機(jī)。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖XT-1至XT-5所示：

圖XT-1

圖XT-2

圖XT-3

圖XT-4

圖  XT-5

4、系統(tǒng)功能

   上位機(jī)軟件采用Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1用戶權(quán)限管理

    針對(duì)不同級(jí)別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。軟件登陸需要輸入正確的用戶名及密碼才能進(jìn)入軟件功能窗口，登陸界面如圖1所示：

圖1

4.2 配電室監(jiān)控畫面

    電力監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室監(jiān)控回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在監(jiān)控畫面中可以直觀的看到每路回路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。變電所的軟件界面如圖2所示：

圖2

4.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。如圖3所示：

圖3

  4.4 參數(shù)報(bào)表示意圖

    變電所配電系統(tǒng)中要定期打印相應(yīng)的參數(shù)報(bào)表來核查系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為本項(xiàng)目制作了相應(yīng)的報(bào)表。通過點(diǎn)擊菜單欄上的“統(tǒng)計(jì)報(bào)表-參數(shù)抄表”，即可查詢某時(shí)刻的電參量。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、電能、有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及頻率。該報(bào)表可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間抄表的功能。具體界面如圖4所示：

圖4

  4.5 電能報(bào)表示意圖

    電能報(bào)表也可以像電參量報(bào)表一樣實(shí)現(xiàn)監(jiān)測時(shí)間內(nèi)的任意時(shí)間段報(bào)表打印，電能報(bào)表所顯示的回路安裝的智能儀表須具備電能計(jì)量功能。具體報(bào)表如圖5所示：

圖5

  4.6 趨勢曲線

    通過后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)回路安裝電力儀表數(shù)據(jù)的采集、處理，以趨勢曲線的形式來顯示用戶用電回路的用電趨勢，便于用戶分析用電的合理性，同時(shí)也為故障追憶提供相關(guān)數(shù)據(jù)。具體界面如圖5所示：

圖6

5、實(shí)施效果對(duì)比

6 、結(jié)束語

    隨著用戶端對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性、可靠性、維護(hù)等需求的提高。電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全各地工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施、民用大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在啟東行政中心項(xiàng)目中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)模擬分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及報(bào)警聲音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，電力出版社

[2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施技術(shù)》， 黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學(xué)出版社

[3]《智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案》，周中， 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社.