摘要

     介紹嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房，采用智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。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，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控和管理。 

0 概述 

     上海嘉定投資約16億元，建設(shè)*旅游商業(yè)地產(chǎn)項目——“臺北時尚風(fēng)情街”，該購物中心將分六大業(yè)態(tài)，全部招商中國臺灣品牌入駐。位于保利家園C12地塊的臺北時尚風(fēng)情街是由保利置業(yè)打造的一條特色商業(yè)街，地下兩層，地上七層，商業(yè)總建筑面積約10.5萬平方米，內(nèi)含精品商業(yè)、娛樂、餐飲、綜合辦公等多種業(yè)態(tài)。

     嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房項目總建筑面積為128489平方米，主體建筑為地上5層，地下2層；局部高層為地上10層，地下2層，多層部分23.200米；塔樓部分41.750米，地上部分用于商業(yè)，文化體育，地下部分用于商業(yè)、車庫及設(shè)備用房等；

     本次項目是為嘉定新城保利家園高低壓變配電所部分設(shè)計的的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1 需求分析

     現(xiàn)場共有三座變配電室，分別為1#變配電室（10KV部分及0.4KV部分）、2#配電室（0.4KV部分）、35KV變電室（10KV部分及35KV部分）。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。軟件大概功能要求如下：

     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、電流越限值等信息。

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

     對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。

     10KV高壓分合閘操作。

     本技術(shù)條件適用于嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房的變配電室。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)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

     監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房變配電進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為1#變配電所T1、T2、T3、T4、T7、T8變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表，10KV部分綜合保護(hù)裝置；2#配電所的T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表；35KV變電所10KV綜合保護(hù)裝置、35KV綜合保護(hù)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入1#變電所198只多功能電力儀表，分7條總線，10臺綜合保護(hù)裝置，分2條總線，總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備；接入2#變電所164只多功能電力儀表，分6條總線，總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備；接入35KV變電所13臺綜合保護(hù)裝置，分5條總線，值班室位于35KV變電所隔壁，總線直接接入值班室內(nèi)采集設(shè)備，1#變電所、2#變電所采集設(shè)備通過光纖將數(shù)據(jù)上傳至值班室主機(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NPORT5610-8（16）串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。NPORT5610-8（16）串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表、綜合保護(hù)裝置；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(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，智能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)程控制。

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20只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5610-8（16），進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

     低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

3  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

     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）。定義不同級別用戶的登錄名、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。將用戶的級別分為操作工、工程師、系統(tǒng)管理員這三個等級，每個等級可以單獨(dú)賦給不同的操作權(quán)限，包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報表管理。系統(tǒng)管理員為高等級用戶，高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶。

     監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊，標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

     標(biāo)題界面中顯示當(dāng)前登錄用戶及系統(tǒng)當(dāng)前時間。

     系統(tǒng)界面中顯示當(dāng)前界面對應(yīng)各種參數(shù)。

     菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。不同的功能按鈕，可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。

高壓系統(tǒng)監(jiān)測

高壓系統(tǒng)監(jiān)測界面

     通過界面可以觀測高壓狀態(tài)下三相電壓，電流以及功率等電參數(shù)。界面上有“合閘”和“分閘”按鈕。若處于“合閘”狀態(tài)，合閘按鈕禁止。此時如果需要分閘，點(diǎn)擊“分閘”按鈕，輸入口令，即可遠(yuǎn)程分閘。若處于“分閘”狀態(tài)，分閘按鈕禁止。此時如果需要合閘，點(diǎn)擊“合閘”按鈕，輸入口令，即可遠(yuǎn)程合閘。

低壓系統(tǒng)監(jiān)測

低壓切換窗口

低壓系統(tǒng)圖

     此界面可以觀測進(jìn)線柜及各出線柜的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)。

詳細(xì)參數(shù)界面

     在“詳細(xì)參數(shù)”窗口內(nèi)，可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱，和出線回路的電流、回路名稱。

     當(dāng)選擇以“管理員”身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點(diǎn)擊回路名稱，直接對回路名稱進(jìn)行修改，修改后系統(tǒng)會自動保存。系統(tǒng)圖中，各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示，紅色表示回路接通，綠色表示回路斷開。

通訊狀態(tài)

     實(shí)時顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護(hù)人員實(shí)時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài)，對出現(xiàn)異常的設(shè)備及時維護(hù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

通訊狀態(tài)圖

     此界面是高壓電路圖的通訊狀態(tài)。點(diǎn)擊“至1#變電所”和至“2#變電所”箭頭，可進(jìn)入變電所低壓系統(tǒng)系統(tǒng)。同時可以看到分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如果回路通訊正常，則顯示紅色，否則為綠色。

電參量報表

     實(shí)時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實(shí)時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數(shù)等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。

電參量報表功能

     設(shè)置需要查詢的時間，點(diǎn)擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。

     該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數(shù)是否符合要求。以此為依據(jù)，對系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。

     報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出，同時具備打印功能。點(diǎn)擊打印報表，按需要即可打印報表。

電能報表

     以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(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追溯，維護(hù)計量體系的正確性。

電能報表功能

     用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時間段內(nèi)的各回路用電，每個進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。

     通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量。

     該報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出，同時具備打印功能。

電流曲線

     對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路（或重要負(fù)荷的出線）設(shè)計了電流勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報，減少因需量偏差過大造成的多余繳費(fèi)。

電流曲線功能

     曲線圖表的X軸表示時間跨度，Y軸表示量程，選擇相應(yīng)的回路刷新曲線，可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；

     電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報警及事件

實(shí)時報警

     實(shí)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(yùn)行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

     當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應(yīng)實(shí)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(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)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(nèi)容等。

系統(tǒng)事件

系統(tǒng)事件查詢功能

     此界面中，選擇“實(shí)時事件”，可以查看當(dāng)前狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運(yùn)作情況，選擇“事件查詢”，可以查詢?nèi)我鈺r刻的運(yùn)作情況。

高壓光字牌

     具有高壓回路光字牌顯示功能。該功能可以實(shí)時顯示現(xiàn)場斷路器、接地刀、斷路器小車的位置及相關(guān)故障、告警信號等狀態(tài)，從而方便配電維護(hù)人員及時掌握配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

高壓光字牌

4  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)在田林路200號的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實(shí)時監(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、計算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、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，為工廠解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)