勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地10KV配電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)

徐霜

                                                    安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定     201801

摘要：介紹勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地10KV配電工程，采用綜合保護裝置、智能電力儀表，采集配電現場的各種電參量和狀態(tài)信號。系統(tǒng)采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地10KV配電工程；變配電所；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0概述 
1勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地項目占地42.9畝，總建筑面積2.6萬平方米,主要是滿足辦公、會議、實驗、文化體育、餐飲、職工住宿等功能。

2需求分析
  辦公生活基地的配電室監(jiān)控需要實現數據集中管理、分析處理，具體軟件功能要求如下：
  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。在畫面上顯示各回路的電參量、回路名稱等信息。
  對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。
  對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。
  對各回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。
  多用戶權限管理，便于分級操作。
  安科瑞產品具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不于此，其技術性能應滿足對配電室數據監(jiān)控的要求。

3 技術標準
本技術規(guī)范書引用的國家和行業(yè)標注如下：
                        ISO/IEC11801                      《綜合布線標準》
                        GB/50198                             《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
                        GB50054-2011                    《低壓配電設計規(guī)范》
                        IEC 61587                            《電子設備機械結構系列》
                        DL/T448-2000                     《電能計量裝置技術管理規(guī)程》
                        DL/T 698.1-2009                 《第1部分：總則》
                        DL/T 698.2-2010                 《第2部分：主站技術規(guī)范》
                        DL/T 698.31-2010               《第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               《第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               《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
                        DL/T 698.42-2010               《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
3 系統(tǒng)方案
  監(jiān)控系統(tǒng)主要實現對勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地10KV配電工程變配電進行用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變配電所的綜合保護裝置、變壓器溫控儀、直流屏、多功能儀表。系統(tǒng)接入5臺AM5型微機保護裝置和55只ACR型多功能電力儀表，485總線直接接入本變電所內數據采集器，通過網線上傳數據至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現總線上儀表與監(jiān)控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

系統(tǒng)網絡拓撲圖

1）站控管理層
  站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。
2）網絡通訊層
  通訊層主要是由串口服務器及總線網絡組成。串口服務器主要功能是監(jiān)測現場智能儀表、綜合保護裝置、直流屏；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。
3）現場設備層
  10KV回路安裝的AM5 系列產品具有統(tǒng)一的軟硬件平臺、強大的保護邏輯圖形化可編程功能和豐富的接口資源，能夠適應 35kV 及以下電壓等級的各種變配電測控保護要求，滿足個性化定制需求，廣泛應用于建筑、工業(yè)、能源等領域。可提供 12 路交流輸入（標準硬件包括：三相保護電流、兩個零序電流、三相測量電流及 4 個電壓通道），16 路可編程遙信輸入，10 路可編程繼電器接點輸出，可滿足絕大多數場合下中低壓系統(tǒng)間隔層的保護測控要求。
  低壓回路采用的ACR系列多功能電力儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規(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、無功電度。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領域。
配電一次圖見圖（1），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態(tài)，主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。
  現場設備層是數據采集終端，智能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串口服務器，經串口服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網，實現遠程監(jiān)控。
  現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在25只左右，然后將數據上傳至串口服務器，進而將數據上傳至當地監(jiān)控終端。

4 系統(tǒng)功能
功能特點
  本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。
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)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為等級用戶，高一級用戶可添加、刪除下一級別的用戶。

配電監(jiān)測功能

通訊狀態(tài)
  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

通訊狀態(tài)圖

電參量報表
  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢近更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。
主要功能：查詢各回路或者設備時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

電參量報表功能

電能報表
  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。
主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

電能報表功能

報警及事件
實時報警
  實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。
  當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
  通過調節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

5 結束語
  在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在勝利監(jiān)理東營西郊現代服務區(qū)辦公生活基地10KV配電工程的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，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)，對分合閘、負載越限可彈出報警對話框，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，為解決用電問題提供了真實可靠的依據。

參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[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[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10