1、海門行政中心電力監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計方案安科瑞周潔摘要:本文介紹基于ACR系列可編程智能電測表的Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)在海門行政中心的應(yīng)用,實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電力監(jiān)控。關(guān)鍵詞:政府機關(guān);智能電測表;電力監(jiān)控軟件0引言海門位于著名的長江三角洲,建縣于公元958年(后周顯德5年,因出江入海之門戶而得名,素有"棉糧故里、濱江樂土"之稱。海門行政中心電力監(jiān)控和電能管理項目是2009年7月份開始的項目,旨在通過該系統(tǒng)實現(xiàn)行政中心A樓,B樓,H樓和主樓電力系統(tǒng)的集中管理和檢測,實現(xiàn)遠程智能化配電系統(tǒng)。該項目實現(xiàn)了海門行政中心4座樓內(nèi)電力系統(tǒng)的智能管理。設(shè)計方案

2、為4個樓內(nèi)的4個配電室,通過光電轉(zhuǎn)換器經(jīng)過光纖拉倒主樓地下一層的配電中心。4個配電室現(xiàn)場放置通訊機柜,儀表數(shù)據(jù)通過485線通過MOXA串口服務(wù)器,光電轉(zhuǎn)換器輸送到配電中心。1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Acrel-3000電力監(jiān)控軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件,最大特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”,便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能。比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,所有應(yīng)用(例如趨勢曲線、報警等對遠程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同,通過“組態(tài)”的方式大大縮短了自動化

3、工程師的系統(tǒng)集成時間,提高了集成效率。海門行政中心變配電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1。 圖1變配電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),按功能或區(qū)域進行劃分,模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)分為三層,即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場設(shè)備層。周潔女,本科,江蘇安科瑞電器制造有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電0510-*QQ:28802633251.1現(xiàn)場設(shè)備層ACR系列可編程智能電測表,該系列儀表采用交流采樣技術(shù),能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù),可通過面板薄膜開關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口,采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號轉(zhuǎn)換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關(guān)量輸入/輸出,繼電器報警

4、輸出等功能。現(xiàn)場設(shè)備層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量,并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊層傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)。其中主樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC、ACR330EL/KC可編程智能電測表共96塊;A樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測表共63塊;B樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測表共59塊;H樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測表共105塊。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能,不依賴主控計算機運行,具備RS-485通信接口,通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g

5、層的數(shù)據(jù)處理單元串口服務(wù)器。1.2網(wǎng)絡(luò)通訊層網(wǎng)絡(luò)通訊層位于現(xiàn)場層與主控層之間,采用高性能、嵌入式通訊服務(wù)器。通訊服務(wù)器負責(zé)把現(xiàn)場層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層,是主控層與現(xiàn)場層的橋梁。1.3站控管理層海門行政中心的值班室位于主樓負一層變配電室內(nèi),配置一臺工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機;A樓變配電室現(xiàn)場采用8根總線,使用一臺8口的串口服務(wù)器,通過光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機上;B樓變配電室現(xiàn)場采用6根總線,使用一臺8口的串口服務(wù)器,通過光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機上;H樓變配電室現(xiàn)場采用5根總線,使用一臺8口的串口服務(wù)器,通過光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機上;再通過交換機把數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

6、工控機。主控層位于主樓地下一層變配電室內(nèi),配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上,通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個行政中心的實時監(jiān)控和報表管理。2.電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求進行設(shè)計,并實現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;報表查詢與打印;系統(tǒng)負荷實時、歷史曲線,用戶權(quán)限管理等主要功能。2.1故障報警及事故追憶在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時,會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路,同時自動記錄事件發(fā)生的時間,以被用戶查詢,追憶故障原

7、因。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶,達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。2.2人機交互系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù);畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示等。2.3數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COS、電度Ep、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。2.4數(shù)據(jù)庫建立與查詢主要完成遙測量和遙信量

8、定時采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。2.5電能成本管理自動進行日、月、年的電能統(tǒng)計,同時生成日、月、年報表。2.6運行負荷曲線定時采集進線及重要回路電流負荷參量,自動生成運行負荷趨勢曲線的,方便用戶及時了解設(shè)備的運行負荷狀況。3.案例分析海門行政中心低壓配電系統(tǒng)主要有10臺10/0.4kV配電變壓器,本系統(tǒng)主要負責(zé)對低壓進線及相應(yīng)配出回路的實時動態(tài)監(jiān)測。配出回路采用ACR220EL/KC,它能測量三相電流,帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,帶RS485通訊接口。進線回路采用ACR330EL/KC,它能測量三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因

9、數(shù)、頻率、有功電能、無功電能等多種電參量,并帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,帶RS485通訊接口。低壓配電系統(tǒng)主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量,其中包括:進線三相電流,功率,功率,電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流,見圖3。 圖3B樓低壓配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)圖系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖,可實時查看系統(tǒng)各設(shè)備通訊運行情況,見圖4。 圖4電力監(jiān)控系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖遠程抄表功能,完成對各主要回路的實時遠程集抄功能,見圖5。 圖5遠程抄表事件記錄功能,事件記錄報警可實時歷史查看,見圖6; 圖6事件記錄4.設(shè)備與投資根據(jù)現(xiàn)場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機、打印設(shè)備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計費用為19萬元左右。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過監(jiān)控主機集中顯示,方便配電管理人員及時發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié),按月統(tǒng)計用電數(shù)據(jù),又可以轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS,便于整體調(diào)度。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了一次投入,但智能化程度得到極大提高,節(jié)省了人力資本的投入。省去了值班人員現(xiàn)場抄表的煩瑣,具有投資少、簡明實用、便于智能管理等優(yōu)點。5.結(jié)束語Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點,在海門行政中心項目上得以成功應(yīng)用。隨著計算機信息技術(shù)的普及,低壓配電智能化