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王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著現代科技的發(fā)展，用戶端智能供配電系統(tǒng)已成為當今社會發(fā)展的必然趨勢，在變電所內安裝相應的智能儀表及系統(tǒng)來實時監(jiān)控用電狀態(tài)，提高了供配電系統(tǒng)的安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了變電所部分供電的無人值守的自動化水平，為用戶節(jié)約電力維護成本。現就啟東行政中心項目中使用的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對供配電方面的自動化和智能化做一簡要介紹。

關鍵詞：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)  配電自動化

0、引言

    現代工業(yè)技術的發(fā)展對配電系統(tǒng)運行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求，而微處理器技術的廣泛應用及計算機系統(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)應運而生。安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通訊設備、變電所智能電力儀表等，為系統(tǒng)的實時數據采集、開關狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。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，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件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)實現公共建筑項目中供配電系統(tǒng)自動化、智能化，同時提高供配電系統(tǒng)的安全可靠性，歷史數據可追溯性等功能。

1、項目介紹

    啟東市行政服務中心是政府派出機構，代表政府行使組織、協(xié)調、管理、監(jiān)督職能，是集行政許可與服務為一體的綜合性行政服務機構。2001年12月28日正式投入運行。中心分管理層和辦事窗口，管理層內設辦公室、綜合協(xié)調科和投訴監(jiān)督科，辦事窗口目前進駐47個部門，設立380 個服務窗口，371名工作人員，現有行政許可審批事項827項，服務事項13項。

    本項目屬于公共建筑項目，項目的監(jiān)控范圍為：高壓開關站以及7個變壓器和相應的負載回路、監(jiān)控回路共計305個，本項目中監(jiān)控回路配置ACR系列網絡電力儀表。為實現本建筑內的配電自動化，提高啟動行政中心供電的安全性、可靠性、合理性，建設方委托安科瑞電氣股份有限公司承建此項目的智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)。鑒于本項目中高壓開關站以及7個變壓器距離主監(jiān)控室的數據采集器距離較近，方案設計時將所有數據總線直接鋪設至系統(tǒng)主機所在的值班室內。

2、用戶需求

①  電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(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、電流越限值及開關狀態(tài)等信息。

②  主要變壓器的工作狀態(tài)，開關的閉合。

③　對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況

④　越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警

⑤　對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表

⑥　報警事件記錄，便于維護人員來根據事件發(fā)生的時間性質對電路進行維護。

⑦　用戶權限管理，不同等級權限實現不同等級操作。

3、設計方案

3.1參考標準

  系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

  JGJ/T 16-92          《民用建筑電氣設計規(guī)范》

  GB/J63-90            《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

  GB/T13730            《地區(qū)電網數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

  GB2887               《計算站場地技術要求》

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

  DL/T 698.31-2010     《3.1部分：電能信息采集終端技術規(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        《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構設計

    鑒于啟東行政中心的建筑規(guī)模、性質，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設計：啟動行政中心所有監(jiān)控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數據總線直接鋪設至主機所在的值班室。數據總線通過數據采集器將數據傳輸至系統(tǒng)主機。系統(tǒng)架構如下圖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

   上位機軟件采用Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1用戶權限管理

    針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。軟件登陸需要輸入正確的用戶名及密碼才能進入軟件功能窗口，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)主要實時監(jiān)測配電室監(jiān)控回路的運行狀態(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線和出線的運行參數和狀態(tài)，可以看到出線側的所有常規(guī)電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、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)網絡拓撲圖

    系統(tǒng)通訊結構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網結構，系統(tǒng)采用分層分布式結構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(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 參數報表示意圖

    變電所配電系統(tǒng)中要定期打印相應的參數報表來核查系統(tǒng)的運行狀態(tài)，Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為本項目制作了相應的報表。通過點擊菜單欄上的“統(tǒng)計報表-參數抄表”，即可查詢某時刻的電參量。主要的數據包括：三相電壓、三相電流、電能、有功功率、無功功率、功率因數以及頻率。該報表可實現系統(tǒng)運行期間的任意時間抄表的功能。具體界面如圖4所示：

圖4

  4.5 電能報表示意圖

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

圖5

  4.6 趨勢曲線

    通過后臺系統(tǒng)對各個回路安裝電力儀表數據的采集、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，同時也為故障追憶提供相關數據。具體界面如圖5所示：

圖6

5、實施效果對比

6 、結束語

    隨著用戶端對電力供應的穩(wěn)定性、可靠性、維護等需求的提高。電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施、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)在啟東行政中心項目中的應用，可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對模擬分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。

參考文獻

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，電力出版社

[2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設計與實施技術》， 黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學出版社

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