艾優(yōu)花

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司新建科研設(shè)計(jì)生產(chǎn)用房工程，采用綜合保護(hù)裝置、智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場的各種電參量和狀態(tài)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所變配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司新建科研設(shè)計(jì)生產(chǎn)用房工程；西云樓；10KV變配電所；綜合保護(hù)裝置；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0 概述 

  本項(xiàng)目位于上海市閘北區(qū)共和新路1265號(hào)，西至共和新路，北至上海藍(lán)天綠地酒店，東至上海教學(xué)設(shè)備公司和田路倉庫，南至鳳凰股份四廠。

  項(xiàng)目塔樓共18層，地下一層（局部地下二層），建筑高度79.8米。裙房共四層，建筑高度16.95米。本項(xiàng)目建筑基地面積6652平方米，總建筑面積25500.9平方米，其中地上建筑面積20071.9平方米。本項(xiàng)目容積率為3.0，建筑密度為26.5，綠地率為2.5%。

  本項(xiàng)目承接其變配電站電力監(jiān)控系統(tǒng)搭建，該項(xiàng)目總共有2路10KV進(jìn)線，經(jīng)2臺(tái)1250KVA變壓器對(duì)整棟建筑進(jìn)行供電，變配電站內(nèi)綜合保護(hù)裝置、多功能儀表等設(shè)備采用RS485總線組網(wǎng)接入變配電站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集箱，通過超五類線將數(shù)據(jù)傳輸至值班室后臺(tái)。

1 需求分析

  電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件功能要求如下：

  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、回路名稱等信息。

  對(duì)各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況。

  對(duì)各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。

  對(duì)各回路儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊狀態(tài)顯示。

  多用戶權(quán)限管理，便于分級(jí)操作。

  本技術(shù)條件適用于中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司新建科研設(shè)計(jì)生產(chǎn)用房工程的變配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)規(guī)范書引用的國家和行業(yè)標(biāo)注如下：

  ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

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

  GB50054-2011 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

  IEC 61587 《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》

  DL/T448-2000 《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》

  DL/T 698.1-2009 《第1部分：總則》

  DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術(shù)規(guī)范》

  DL/T 698.31-2010 《第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 《第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 《第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 《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

  DL/T 698.41-2010 《第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 《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

3  系統(tǒng)方案

  監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司新建科研設(shè)計(jì)生產(chǎn)用房工程變配電進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變配電所的綜合保護(hù)裝置2臺(tái)、P系列多功能儀表90臺(tái)。綜合保護(hù)裝置、P系列多功能儀表通過485總線接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，再經(jīng)過超五類網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機(jī)，從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1）站控管理層

  站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由采集器及總線網(wǎng)絡(luò)組成。采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表、綜合保護(hù)裝置；總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設(shè)備層

  現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表、綜合保護(hù)裝置組成，儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在25只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。

4  系統(tǒng)功能

功能特點(diǎn)

  本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)*的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

  主要功能：將用戶的級(jí)別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)可以分別賦予不同的操作權(quán)限，包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報(bào)表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為等級(jí)用戶，高一級(jí)用戶可添加、刪除下一級(jí)別的用戶。

配電監(jiān)測界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

主要功能：一次圖顯示各回路對(duì)應(yīng)回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開關(guān)等合分位狀態(tài)，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、手車位置狀態(tài)。

配電監(jiān)測功能

詳細(xì)電參量查詢

在配電一次圖中，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到每個(gè)回路附近時(shí)，鼠標(biāo)指針變?yōu)槭中?，鼠?biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢曲線及7天相電流趨勢曲線。

配電回路詳細(xì)信息

通訊狀態(tài)

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對(duì)應(yīng)設(shè)備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設(shè)備通訊異常。系統(tǒng)主機(jī)和串口服務(wù)器/通訊管理機(jī)旁標(biāo)明設(shè)備分配IP地址，各設(shè)備旁標(biāo)識(shí)了設(shè)備地址和設(shè)備回路編號(hào)。

通訊狀態(tài)圖

電參量報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時(shí)間或選擇查詢近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報(bào)表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報(bào)表也支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導(dǎo)出PDF格式文件。

電能報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

主要功能：具有起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的時(shí)間選擇框，選定想要查詢的時(shí)間段后，通過點(diǎn)擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項(xiàng)目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量?？赏ㄟ^導(dǎo)出按鈕將報(bào)表以Excel形式導(dǎo)出保存，通過打印按鈕進(jìn)行報(bào)表打印。

電能報(bào)表功能

電流越限設(shè)置

對(duì)配電系統(tǒng)每個(gè)回路設(shè)計(jì)了電流越限設(shè)置。便于配電維護(hù)人員及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場用電需求變更用電電流設(shè)置限值，當(dāng)發(fā)生電流越限，及時(shí)控制回路用電，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。

電流越限設(shè)置

報(bào)警及事件

實(shí)時(shí)報(bào)警

  實(shí)時(shí)報(bào)警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開，并一直隱藏在后臺(tái)。

當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報(bào)警界*，“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警”窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息：回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。

歷史報(bào)警

  通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可查詢到過去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息，包括遙測報(bào)警和遙信報(bào)警，還包括具體的報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類型，報(bào)警內(nèi)容等。

5  結(jié)束語

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司新建科研設(shè)計(jì)生產(chǎn)用房工程的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，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)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語音提示、短信報(bào)警燈，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，為解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 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[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10