西安寶萊特光電器件有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：采用微機保護和多功能電力儀表、采集變電所內(nèi)10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現(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)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：工廠；用電監(jiān)控 ;變電所 ;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);

0 概述 

  西安寶萊特光電器件有限公司項目位于西安市長安區(qū)定昆池三路與上林苑五路路口東北角。

  本項目共有一間變配電間。變配電間有6臺10KV高壓柜。高低壓柜上安裝的AM4系列微機保護、PZ系列多功能儀表以及變壓器溫控儀和直流屏等設(shè)備采用RS485總線組網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主機安裝在值班室。

1 需求分析

  為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜進行電壓、電流、功率以及各開關(guān)量信號等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間。

數(shù)據(jù)采集

  自動采集現(xiàn)場所有10KV回路微機保護及多功能儀表等設(shè)備的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

  支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

  支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集。

  數(shù)據(jù)實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)查詢與展示

  要求能方便實現(xiàn)各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。

  數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權(quán)限管理

  要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

  系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

故障報警

  故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場微機保護與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握西安寶萊特光電器件有限公司項目變電所配電回路的實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

2  系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)西安寶萊特光電器件有限公司項目現(xiàn)場實際情況，5臺微機綜保、5臺多功能儀表、1臺直流屏、3臺變壓器溫控儀采用屏蔽雙絞線分5根總線直接接至監(jiān)控室操作臺內(nèi)的8口串口卡上，保障了變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。如下圖所示：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖

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，是人機交互的直接窗口。在西安寶萊特光電器件有限公司項目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)現(xiàn)場微機保護、高壓多功能儀表以及直流屏和溫控儀與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達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10KV配電柜上的微機保護裝置、高壓多功能儀表以及直流屏和溫控儀組成，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

微機保護裝置及電力儀表等現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場微機保護裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接微機保護數(shù)量5只左右，電力儀表25只以內(nèi)。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3  系統(tǒng)功能

  配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測西安寶萊特光電器件有限公司項目變電所內(nèi)所有配電回路的運行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜的運行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

  事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。

  參數(shù)抄表功能，主要對10KV配電柜的電參數(shù)進行查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。

電參量報表

  用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段分回路的電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。

  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)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

  負荷曲線界面，可以查詢各個回路的歷史功率負荷曲線。

  電流上限報警值設(shè)置，可以自由設(shè)置各個回路每相電流的上限值，當(dāng)回路的運行電流超過設(shè)定值時，彈出報警提示。如下圖所示：

電流上限設(shè)置

  權(quán)限管理，可以給不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，防止越權(quán)操作。

4  結(jié)束語

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，工廠建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在西安寶萊特光電器件有限公司項目的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實時監(jiān)控。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示中心配電室內(nèi)各10KV配電柜回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了大型公共建筑的用電可靠度。

參考文獻：

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

[2].周中等編著. 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[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10