王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：本文介紹基于人機界面和三相電子式多功能電能儀表而設計實(shí)現的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化監控系統，系統實(shí)現了人機界面在配電室中無(wú)人管理的功能，省去了值班人員現場(chǎng)操作的繁復性，減少人工操作的誤差性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：人機界面；三相電子式多功能電能儀表；自動(dòng)化系統；監控

0引言

    隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，智能電能管理已成為多數用電量高的企業(yè)必然選擇，節能、減少人工現場(chǎng)電能統計誤差是當前用電迫在眉睫的問(wèn)題，積極采用的技術(shù)和管理手段實(shí)現配電自動(dòng)化系統更是節能行之有效的途徑。

    配電自動(dòng)化系統包括很多部分，其中配電監測是配電自動(dòng)化系統的一個(gè)非常重要的組成部分，主要功能包括：數據采集和監控（SCADA）、導出，配電網(wǎng)運行管理，用戶(hù)管理，地理信息系統（GIS）等。隨著(zhù)計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，我電力行業(yè)正朝著(zhù)信息化程度更高的方向發(fā)展，各種的信息技術(shù)正逐步應用于配電自動(dòng)化監測系統當中。

    本文以石油鉆具有限公司電能監控系統為例子，提出了利用觸摸屏和安科瑞公司三相電子式多功能電能儀表研制了一套適用于高、低壓配電的集中監控系統。

    1、項目介紹

    石油鉆具有限公司主要生產(chǎn)鉆桿接頭、加重鉆桿接頭、特殊鉆桿接頭等產(chǎn)品，公司擁有中型配電室一個(gè)，該項目采用昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS TPC7062KX與安科瑞DTSD1352三相電子式多功能電能表，實(shí)現實(shí)時(shí)數據的監測、控制，主要對整個(gè)配電系統可靠性進(jìn)行全程的智能化監控，數據分析，以及對各回路所用電能進(jìn)行統計^[1]。

    2、用戶(hù)需求

    石油鉆具有限公司為實(shí)現配電系統的現代化、統一化、智能化以及規范化的管理，經(jīng)過(guò)前期詳細的市場(chǎng)調研和對不同電力系統公司的考察后，終提出以下需求：

    實(shí)時(shí)顯示:各配電柜回路電壓、電流及電能監測信息實(shí)時(shí)刷新，并在觸摸屏實(shí)時(shí)顯示；

    電能管理:完成對各電能儀表的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶(hù)管理需求的用電報表，報表能夠在觸摸屏上實(shí)現電能實(shí)時(shí)查詢(xún)；

    數據導出:實(shí)現各電能儀表電能按照客戶(hù)要求的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)導出，導成Excel形式到U盤(pán)，供客戶(hù)對電能統計、打印。

    3、設計方案

    根據可靠性和率配電管理的要求，以及實(shí)用性，安全性，實(shí)時(shí)性，穩定性，可擴展性和易維護性的原則，對石油鉆具有限公司的智能配電系統的改造提供如下設計方案。

    3.1參考標準

    DL/T 814-2002       《配電自動(dòng)化系統功能規范》

    DL/T645-1997        《多功能電能表通信規約》

    GB/50198-2011       《監控系統工程技術(shù)規范》

    DL/T721-2000        《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統遠方終端》

    GB/T50063-2008      《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》

    DL/T634-2002        《遠動(dòng)設備和系統傳輸規約基本遠動(dòng)任務(wù)配套標準》

    DL/T645-2007        《規約數據標識》

    GB/T13729-2002      《遠程終端通用技術(shù)條件》

    3.2網(wǎng)絡(luò )結構拓撲圖

    為滿(mǎn)足配電室統一監控的要求，現場(chǎng)所有儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)連接至觸摸屏，進(jìn)而實(shí)現對現場(chǎng)數據的采集、存儲、處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢(xún)，拓撲結構如圖1所示。

圖1 電力監控系統拓撲結構圖

    4、系統功能

    上位機采用觸摸屏MCGS TPC7062KX，通過(guò)觸摸屏進(jìn)行現場(chǎng)儀表連接、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機中監控現場(chǎng)電能表用電量的功能^[2]。

    4.1 實(shí)時(shí)顯示

    觸摸屏采集現場(chǎng)各個(gè)電能表A相、B相、C相電流、電壓及當前總有功電能數據，并在人機界面實(shí)時(shí)刷新顯示，具體數據如下圖2所示。

圖2 電能表數據顯示界面

    4.2 電能管理

    各個(gè)配電柜的電能表可以按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數據查詢(xún)，選擇時(shí)間間隔對系統采集的電能表歷史電能數據查詢(xún)，根據客戶(hù)要求，本系統實(shí)現每隔1小時(shí)自動(dòng)存儲電能，查詢(xún)結果在觸摸屏存盤(pán)數據瀏覽構建中顯示，電能存盤(pán)數據如下圖3所示。

圖3 電能表數據存盤(pán)界面

    4.3 數據導出

    本系統能夠實(shí)現電能表數據自動(dòng)/手動(dòng)導出，手動(dòng)導出數據界面如下圖4所示，用戶(hù)根據需要選定導出數據的時(shí)間段（開(kāi)始時(shí)間、結束時(shí)間），即可導出電能數據，以Excel形式導出到U盤(pán)，同時(shí)系統根據觸摸屏對電能表數據存盤(pán)，自動(dòng)導出所存盤(pán)的數據，導出數據如下圖5所示。

圖4 電能表數據導出界面

圖5 導出數據界面

   5、運行效果

    數據的實(shí)時(shí)性：項目實(shí)施前現場(chǎng)數據主要靠人工抄錄，各回路時(shí)間不統一，可對性差；項目實(shí)施后后臺實(shí)時(shí)采集，可比性強。

    存儲管理：項目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢(xún)時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數據日期管理復雜；項目實(shí)施后計算機存儲，數據可存儲幾年以上，查詢(xún)速度快，只需鼠標一點(diǎn)，迅速準確。

整體分析：項目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無(wú)法對比；項目實(shí)施后通過(guò)電能存盤(pán)數據分析，可了解各個(gè)時(shí)段的用電情況。

    數據安全：項目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對連續數據備份不準確；項目實(shí)施后同步集中管理，系統自動(dòng)即時(shí)備份。

    設備管理：項目實(shí)施前各個(gè)配電柜回路通斷電要現場(chǎng)去查看，斷電時(shí)無(wú)報警；項目實(shí)施后通過(guò)觸摸屏清晰展示，回路是否正常產(chǎn)生數據，后臺自動(dòng)記錄數據。

    6、結束語(yǔ)

    在電力監控系統中配置網(wǎng)絡(luò )電力儀表，具有實(shí)施簡(jiǎn)明，投資少等點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監控配電系統的運行狀態(tài)，對現場(chǎng)的用電設備進(jìn)行統一管理，免去工作人員到現場(chǎng)記錄的繁瑣工作，減少人員工作量，同時(shí)，系統對各種用電設備的歷史運行數據進(jìn)行管理分析，工作人員根據建立的電能計量體系，可以了解、分析配電系統總體能耗，提出降耗計劃，采取節能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻：

[1].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

[2].昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS初級、中級教程. 2013.4