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王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：隨著現代科技的發展，用戶端智能供配電系統已成為當今社會發展的必然趨勢，在變電所內安裝相應的智能儀表及系統來實時監控用電狀態，提高了供配電系統的安全、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電力監控系統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  電力監控  智能配電系統  配電自動化

0、引言

    現代工業技術的發展對配電系統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可靠性的大幅度提高，使智能化電器元件得到快速發展，智能化電氣管理系統應運而生。安科瑞的Acrel-2000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、變電所智能電力儀表等，為系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺。該電力監控系統可以提供“監控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業自動化組態軟件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電力監控系統實現公共建筑項目中供配電系統自動化、智能化，同時提高供配電系統的安全可靠性，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、協調、管理、監督職能，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、綜合協調科和投訴監督科，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、監控回路共計305個，本項目中監控回路配置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控系統。鑒于本項目中高壓開關站以及7個變壓器距離主監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測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。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等信息。

②  主要變壓器的工作狀態，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范》

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

  GB/T13730            《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

  GB2887               《計算站場地技術要求》

  GB/50198-94          《監控系統工程技術規范》

  DL/T 698.31-2010     《3.1部分：電能信息采集終端技術規范-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：通訊協議-集中器下行通信協議》

  DL/T/814-2002        《配電自動化系統功能規范》

3.2 系統架構設計

    鑒于啟東行政中心的建筑規模、性質，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統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的搭建做以下設計：啟動行政中心所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。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主機。系統架構如下圖XT-1至XT-5所示：

圖XT-1

圖XT-2

圖XT-3

圖XT-4

圖  XT-5

4、系統功能

   上位機軟件采用Acrel-2000電力監控軟件，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控及電力監控的功能。

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，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過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 配電室監控畫面

    電力監控系統主要實時監測配電室監控回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在監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，可以看到出線側的所有常規電力參數，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 系統網絡拓撲圖

    系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。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

    變電所配電系統中要定期打印相應的參數報表來核查系統的運行狀態，Acrel-2000電力監控系統為本項目制作了相應的報表。通過點擊菜單欄上的“統計報表-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定性、可靠性、維護等需求的提高。電力監控系統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電力監控系統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控系統。系統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，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。該系統運行安全、可靠、穩定，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]《智能樓宇控制系統的設計與實施技術》， 黎連業、朱衛東、李皓，清華大學出版社

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