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師晴晴

江蘇安科瑞電氣股份有限公司，江蘇江陰 214405

摘要：介紹成都高新孵化園改造項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表對(duì)公司原有配電現(xiàn)場(chǎng)的改造，通過(guò)總線型組網(wǎng)方式，將現(xiàn)場(chǎng)各種電參量集中采集，上傳至后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。Acrel-2000系統(tǒng)在高新孵化園改造項(xiàng)目的應(yīng)用，加強(qiáng)了公司配電系統(tǒng)的可靠性，也為公司節(jié)約了大量了人力成本，實(shí)現(xiàn)了公司配電系統(tǒng)智能化。

關(guān)鍵詞： 電力監(jiān)控；智能電力儀表；Acrel-2000系統(tǒng)；改造

 0 引言

    九十年代中后期隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，以及微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的大量采用和變電站監(jiān)控系統(tǒng)在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在新建和擴(kuò)建的變電站建設(shè)中得到較為廣泛采用。該系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按間隔設(shè)計(jì)，擴(kuò)充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護(hù)小室，小室內(nèi)I/O單元通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接，并與站控層通過(guò)光纖連接，抗干擾能力強(qiáng)，大大地減少了控制電纜的使用和敷設(shè)數(shù)量。

    本課題提出了利用安科瑞電氣股份有限公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-2000組態(tài)軟件研制了一套適用于辦公樓的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)辦公樓高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對(duì)于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

 項(xiàng)目概況

    成都高新孵化園位于高新區(qū)天府大道北段1480號(hào)，地處天府新城核心地段，距成都雙流機(jī)場(chǎng)僅10分鐘，距天府廣場(chǎng)僅15分鐘，道路暢通，交通發(fā)達(dá)。根據(jù)高新區(qū)城市規(guī)劃，未來(lái)成都商務(wù)寫(xiě)字樓將在此鱗次櫛比，共享寫(xiě)字樓優(yōu)勢(shì)配套資源，商務(wù)形象比肩商務(wù)氛圍。另外這一片區(qū)也將成為成都乃至西部金融機(jī)構(gòu)聚集核心區(qū)，集住宅區(qū)、城市公園、shoppingmall、專賣(mài)店、精品餐廳、飯店、企業(yè)家club、金融會(huì)所、金融博覽等商業(yè)配套為一體、共同構(gòu)建的多功能城市綜合體。

    本項(xiàng)目為改造項(xiàng)目，供配電分為高壓和低壓部分，高壓10kV配電為主，而低壓部分以10/0.4kV變電站及低壓配電為主。針對(duì)高新孵化園高壓配電房和低壓配電房（其中2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房）、452個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、346個(gè)待改造回路進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。監(jiān)控室設(shè)置在高壓配電房值班室內(nèi)。

    系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，在高壓配電房設(shè)置一臺(tái)4口的通訊管理機(jī)，采用RS485總線將網(wǎng)絡(luò)儀表接入通訊管理機(jī)，直接與交換機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳；在每個(gè)低壓配電室設(shè)置一臺(tái)16口通訊管理機(jī)，采用RS485總線將網(wǎng)絡(luò)儀表接入通訊管理機(jī)，再通過(guò)光纖傳輸，將采集的所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電參量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1.用戶需求

    根據(jù)與甲方溝通，共同確定現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)需求如下：

    1、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能及處理：系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的遙測(cè)量、遙信量等進(jìn)行實(shí)時(shí)和定時(shí)數(shù)據(jù)采集，定時(shí)數(shù)據(jù)可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)轉(zhuǎn)存硬盤(pán)，生成歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。

    2、屏幕顯示功能：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)刷新顯示主接線圖，對(duì)各開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，在線運(yùn)行參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，曲線趨勢(shì)等采用模擬圖的方式實(shí)時(shí)顯示。運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視圖分為主接線圖（主畫(huà)面、分畫(huà)面）、負(fù)荷曲線圖以及用戶推出的其它需要顯示的運(yùn)行狀態(tài)畫(huà)面。

    3、報(bào)表記錄及打印功能：系統(tǒng)可以定時(shí)、隨機(jī)、召喚打印各類故障及事故報(bào)警信息打印、事件順序記錄打印、報(bào)表及曲線等。

    4、報(bào)警功能：當(dāng)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)事故變位、遙測(cè)越限、保護(hù)動(dòng)作、開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報(bào)警，并在主界面上顯示報(bào)警內(nèi)容，報(bào)警聲音根據(jù)報(bào)警信號(hào)的不同而不同。

    5、歷史數(shù)據(jù)管理功能：周期性存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)，保存操作記錄、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作記錄、事故記錄等信息，形成完備歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。

    6、用戶管理功能：系統(tǒng)提供完善的用戶權(quán)限及口令控制，對(duì)不同等級(jí)的用戶設(shè)置不同的查看環(huán)境，方便用戶管理。

2.設(shè)計(jì)方案

    安科瑞公司根據(jù)成都高新孵化園改造項(xiàng)目的實(shí)際情況為其選用了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1 Acrel -2000符合的標(biāo)準(zhǔn)

    本技術(shù)方案以現(xiàn)行及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國(guó)標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

    GB2887-2000            《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

    GB/T13729-2002         《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

    DL478-2001             《靜態(tài)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

    DL/T400-2010           《繼電器和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

    DL/T 814-2002          《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

    DL/T634-2002           《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

    DL/T721-2000           《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

    DL/T770-2001           《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

    GB/T50063-2008         《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB-14285-2006          《繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

    GBJ232-2002            《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

    GB/T15145-2001         《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

    GB50171-2006           《電氣裝置安裝工作盤(pán)、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    GB/50198-2011          《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

    GB/T17626.5            《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

    DL/T5003-2005          《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

    IEC-61131-3            《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

3.2 Acrel-2000設(shè)計(jì)方案

圖1  高新孵化園系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    圖1為安科瑞電氣股份有限公司為高新孵化園系統(tǒng)設(shè)計(jì)的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D，現(xiàn)場(chǎng)中IO設(shè)備的通訊線纜均采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，2#樓、4#樓、12#樓低壓配電房距離高壓值班室距離比較遠(yuǎn)，均采用單模光纖上傳數(shù)據(jù)，然后通過(guò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)上傳至Acrel-2000電力監(jiān)控后臺(tái)。

    高新孵化園監(jiān)控范圍主要包括：高壓配電房、2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房?jī)?nèi)的所有智能裝置。

4.項(xiàng)目難點(diǎn)

    項(xiàng)目施工難點(diǎn)：高新孵化園項(xiàng)目是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)辦公區(qū)域進(jìn)行改造，由于原有設(shè)備早已完工，現(xiàn)要把原有帶通訊的設(shè)備也納入我司系統(tǒng)中，在施工方面比較繁瑣，因?yàn)樵械臉蚣?、天花板都已封裝完畢，需要在現(xiàn)場(chǎng)與協(xié)調(diào)人員進(jìn)行溝通，在不損壞原有設(shè)施的情況下對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通訊線纜進(jìn)行鋪設(shè)，施工周期比較長(zhǎng)，難度也大。

    軟件采集難點(diǎn)：在該項(xiàng)目改造過(guò)程中，有5臺(tái)原有綜合保護(hù)也要納入系統(tǒng)中，由于該裝置屬于許繼廠家早期的產(chǎn)品，通訊協(xié)議是許繼內(nèi)部協(xié)議，不是標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，重新編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序方能采集，安科瑞電氣股份有限公司經(jīng)過(guò)和許繼協(xié)調(diào)，編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序，完成了綜合保護(hù)采集工作。  

5.系統(tǒng)功能

5.1系統(tǒng)主界面

    系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；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)具有人機(jī)界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

圖2

    圖2為高新孵化園項(xiàng)目上高壓配電房一次界面圖形，值班人員可以查看現(xiàn)場(chǎng)電流、電壓、遙信、報(bào)警等信息，通過(guò)登錄用戶可以查看回路定值設(shè)置信息，支持遠(yuǎn)程遙調(diào)功能。點(diǎn)擊每個(gè)回路電流顯示數(shù)據(jù)時(shí)，可以彈出該回路歷史及實(shí)時(shí)曲線查詢界面，方便用戶對(duì)負(fù)荷趨勢(shì)曲線的查詢。

5.2報(bào)表查詢功能

    系統(tǒng)采集的三相電流，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成自定義報(bào)表，并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的三相電流/單相電流進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出。如下圖3查詢的為2#樓電流查詢報(bào)表。

                                  圖3

5.3趨勢(shì)曲線功能

    曲線趨勢(shì)：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過(guò)對(duì)各配電回路的電流繪制趨勢(shì)曲線，分析該回路配電運(yùn)行狀況。曲線可對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)量程進(jìn)行設(shè)置，還可設(shè)置開(kāi)始時(shí)間和時(shí)間間隔，方便用戶進(jìn)行任意時(shí)間的曲線查看。如下圖4顯示的為南樓一至五層照明趨勢(shì)曲線圖形。

圖4

5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警

    系統(tǒng)在配電系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

5.5通訊狀態(tài)

    系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)所有點(diǎn)的通訊狀態(tài)，紅色和綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通訊狀態(tài)。

5.6 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，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的，可靠運(yùn)行。可以通過(guò)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。

6.運(yùn)行效果

    6.1項(xiàng)目施工前：故障后查找問(wèn)題點(diǎn)，分析問(wèn)題耗費(fèi)人力物力；項(xiàng)目施工后：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電參數(shù)，歷史曲線分析，實(shí)時(shí)報(bào)警聲光提示，報(bào)警歷史查詢，可具體到某線路，報(bào)警時(shí)間，故障類型。

    6.2項(xiàng)目施工前：用電調(diào)度負(fù)載投入使用不明確，耗費(fèi)資金大；項(xiàng)目施工后：可以隨時(shí)查看各個(gè)饋線回路的負(fù)載情況，方便工程人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載合理管理。

    6.3項(xiàng)目施工前：負(fù)載用電功率可視化程度差；項(xiàng)目施工后：負(fù)荷曲線可實(shí)時(shí)調(diào)取，查看任意時(shí)刻用電量，有利于分析、分類負(fù)載。

參考文獻(xiàn)：

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