徐霜

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(shì)，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)就成都人居置業(yè)有限公司東苑小區(qū)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(jiǎn)要介紹。

    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、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)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。

    本文以成都人居置業(yè)有限公司東苑小區(qū)為例，簡(jiǎn)單介紹Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)居民小區(qū)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

    成都人居置業(yè)有限公司為成都市興城投資集團(tuán)有限公司下屬的國(guó)有全資子公司。公司成立于2004年8月31日，注冊(cè)資本6億元人民幣，主要經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)有：房地產(chǎn)開發(fā)與銷售，物業(yè)管理等項(xiàng)目。成都人居置業(yè)有限公司東苑小區(qū)是由33幢分別為26、28、32層的電梯高層公寓組成，共6000多戶(其中一期工程(A區(qū))建設(shè)1282戶)，地下建筑1-2層的獨(dú)立車庫。區(qū)內(nèi)交通、商業(yè)、銀行、小學(xué)、幼兒園、休閑娛樂、醫(yī)療、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)等配套設(shè)施將在小區(qū)整體建成時(shí)一一配套完畢。

    建設(shè)方鑒于成本和實(shí)際使用性方面考慮，本次智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是東苑小區(qū)內(nèi)的三幢高層公寓，先做試點(diǎn)，使用效果好再做推廣。此三棟公寓每棟內(nèi)配有一個(gè)變電所，以方便各公寓對(duì)其樓內(nèi)的供配電進(jìn)行分配和管理。為實(shí)現(xiàn)高層公寓內(nèi)的配電自動(dòng)化，提高居民用電的安全性、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)。本電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目包括1#配電室、2#配電室、3#配電室及發(fā)電機(jī)房四部分。其中1#配電室75個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位、2#配電室94個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位、3#配電室14個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位，發(fā)電機(jī)房9個(gè)監(jiān)控點(diǎn)位，監(jiān)控后臺(tái)放置在中控室。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)平面示意圖如下所示：

平面示意圖

    2用戶需求

    電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)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。

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

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

    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

    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)。

    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(cè)量?jī)x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(chǎng)地技術(shù)要求》

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

    3.2需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    鑒于東苑小區(qū)的建筑規(guī)模，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)需求對(duì)試點(diǎn)的三棟公寓做了細(xì)致的分析，并對(duì)該三棟公寓的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設(shè)計(jì)：成都人居置業(yè)有限公司東苑小區(qū)的所有監(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(chǎng)安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，通訊采集箱采用就地安裝的方式放置在各配電室內(nèi)，以此確保信號(hào)采集的實(shí)時(shí)性和高分辨率性。2#、3#配電室和發(fā)電機(jī)房與中控室較近，距離均在40米內(nèi)，數(shù)據(jù)通過通訊采集箱采集完成后經(jīng)超五類線上傳至中控室監(jiān)控后臺(tái)。1#配電室距離中控室約300米，為提高數(shù)據(jù)傳輸過程中的抗干擾性，確保設(shè)備的通訊長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定正常運(yùn)行，通訊采集箱對(duì)數(shù)據(jù)就地采集完成后，經(jīng)光纖將數(shù)據(jù)上傳至中控室的監(jiān)控后臺(tái)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示：

系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

    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(cè)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(cè)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 電流曲線示意圖 

    負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如圖4所示：

圖4

    4.5 報(bào)警越線示意圖

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。如圖5所示：

圖5

    4.6 電能報(bào)表

    用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示現(xiàn)場(chǎng)某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的精確用電量，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如圖5所示：

圖6

    4.7 報(bào)警事件記錄

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。如圖7所示：

圖7

    5實(shí)施效果對(duì)比

    6 結(jié)束語

    隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國(guó)各地重點(diǎn)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)在成都人居置業(yè)東苑小區(qū)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(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)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

    [2].《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. 

    作者簡(jiǎn)介：

    徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電<