王海芹

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：介紹安科瑞電力監控系統，采用智能電力儀表采集分布在6個(gè)變電所的AM系列的綜合測控裝置和P系列多功能儀表，系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊遠傳至監控后臺，通過(guò)電力監控系統實(shí)現對變電所配電回路電力參數和用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：變電所;P系列多功能儀表；AM系列綜合測控裝置;SOE事件；彈簧儲能；電力監控系統;

0 概述

    東北*大站哈爾濱西站按一站兩場(chǎng)設計一次建成，哈大客專(zhuān)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)、哈牡城際鐵路、哈佳新線(xiàn)引入西場(chǎng)；哈大客專(zhuān)引入東場(chǎng)并與哈齊四線(xiàn)貫通東場(chǎng)，設到發(fā)線(xiàn)11條，旅客站臺6座，西場(chǎng)設到發(fā)線(xiàn)7條，旅客站臺4座，總計為18個(gè)站臺22線(xiàn)，設東西兩個(gè)廣場(chǎng)，綜合樓建筑面積將達到7萬(wàn)平方米。站內擁有高架候車(chē)室、貴賓室等現代化候車(chē)區。整個(gè)站舍區域東邊到工電路、南北以站場(chǎng)中心為基點(diǎn)，各向南北400米內擴延。同時(shí)哈爾濱西站將規劃東西兩個(gè)廣場(chǎng)，以東廣場(chǎng)為主，設置公交停車(chē)場(chǎng)、出租停車(chē)場(chǎng)、長(cháng)途客運站和社會(huì )停車(chē)場(chǎng)。西廣場(chǎng)設計了公交、出租和社會(huì )停車(chē)場(chǎng)點(diǎn)

    安科瑞電氣股份有限公司于2013年10月承接哈西客運站10KV變電所,10KV東廣場(chǎng)A變電所,10KV東廣場(chǎng)B變電所,10KV東廣場(chǎng)C變電所,10KV東廣場(chǎng)D變電所,10KV西廣場(chǎng)變電所6個(gè)配電室6套電力監控系統的設計與實(shí)施，供配電系統圖如圖1所示下：

圖（1） 供配電系統圖

1.客戶(hù)需求

    本工程主要是設計長(cháng)橋街道集宿樓電能管理系統，監控范圍為現場(chǎng)6個(gè)變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和P系列多功能儀表，系統應通過(guò)多功能表計、通訊網(wǎng)絡(luò )和計算機軟件，實(shí)現供配電系統在運行過(guò)程中的數據采集、數據計算、電能抄表、報表生成等，根據其實(shí)際情況提出以下需特別注意的需求：

    1）集中采集AM系列的綜合測控裝置和P系列多功能儀表的數據并在一次系統圖界面顯示。

    2）SOE事件記錄，實(shí)時(shí)記錄發(fā)生的電流速斷保護、電流*速斷保護、過(guò)電流保護、過(guò)負荷保護等保護事件并可查詢(xún)。

    3）遙信報警查詢(xún)功能，對開(kāi)關(guān)分合閘位置、彈簧儲能、小車(chē)開(kāi)關(guān)工作位置和試驗位置、接地刀位置等開(kāi)關(guān)量的變化實(shí)時(shí)記錄并提供歷史查詢(xún)功能。

    4）負荷趨勢曲線(xiàn)，對配電系統總進(jìn)線(xiàn)回路設計了負荷趨勢曲線(xiàn)。便于配電維護人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶(hù)單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長(cháng)趨勢，適時(shí)調整需量申報。

    根據用戶(hù)需求，需要對現場(chǎng)變配電所通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行組網(wǎng)并建立電力監控系統（主要是數據的實(shí)時(shí)監控），在控制中心值班室內設置監控平臺，對6個(gè)變電所實(shí)時(shí)監測、統計、分析，以保證用電的安全、可靠和。

2.系統結構描述

    本系統采用分層分布式結構進(jìn)行設計，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層，項目組網(wǎng)圖如下，現場(chǎng)6個(gè)變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和P系列多功能儀表經(jīng)RS485現場(chǎng)總線(xiàn)連接至串口服務(wù)器，然后通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至現場(chǎng)監控主機，實(shí)現數據的采集，存儲，處理，顯示和上傳，如圖（2）所示：

圖（2）10KV東廣場(chǎng)D變電所電力監控系統網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

    間隔設備層主要為：AM系列綜合測控裝置和P系列多功能儀表分別對應相應的一次設備分散安裝在同各配電室的電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

    建設完成后的AM系列綜合測控裝置和P系列多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據高傳輸速率為10Mbps。

3  案例分析

    本監控系統主要實(shí)現河北省玉田信用社辦公樓變電所5個(gè)回路配電實(shí)時(shí)監測、分析及管理，監控范圍如下表1所示：

表1 監測點(diǎn)位分布表

    根據其改造的回路，系統可實(shí)時(shí)顯示一次回路運行狀況，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線(xiàn)電壓、電流、功率、功率因數、等電參量。見(jiàn)圖（3）

圖（3） 軟件一次系統圖

    系統監控現場(chǎng)所有點(diǎn)的通訊狀態(tài)，紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶(hù)查看各監測點(diǎn)通訊狀態(tài)，如圖4：

圖（4） 通訊狀態(tài)圖

    遙信報警查詢(xún)功能，對開(kāi)關(guān)分合閘位置、彈簧儲能、小車(chē)開(kāi)關(guān)工作位置和試驗位置、接地刀位置等開(kāi)關(guān)量的變化實(shí)時(shí)記錄并提供歷史查詢(xún)功能，見(jiàn)圖（5）。

圖（5） 遙信報警查詢(xún)

    遙測報警功能，主要完成對直變和主變負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢(xún)功能，見(jiàn)圖（6）。

圖（6）歷史遙測報警信息

     SOE事件查詢(xún)功能，可對發(fā)生的電流速斷保護、電流*速斷保護、過(guò)電流保護、過(guò)負荷保護、接地保護、負序過(guò)流一段保護、負序過(guò)流二段保護等發(fā)生的保護事件進(jìn)行查詢(xún)如圖（7）所示：

圖（7） SOE事件歷史查詢(xún)

    參數抄表功能，主要所有回路的電參數進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。電參數主要包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率和有功電度。如圖（8）所示。

圖（8） 參數抄表

    用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖（9）所示：

圖（9） 電能報表

    負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持，見(jiàn)圖（10）。

圖（10）電流趨勢曲線(xiàn)圖   

4  結束語(yǔ)

    1）本系統于2014年6月完成現場(chǎng)調試，順利通過(guò)用戶(hù)驗收并投入運行，系統穩定可靠，至今未出現任何故障，得到用戶(hù)好評。

    2）本項目的成功實(shí)施表明：本項目的技術(shù)方案是科學(xué)的、合理的、可行的。

    3）本系統采用高低配電的集中監控，達到了預期的效果，電力監控軟件運行界面滿(mǎn)足了用戶(hù)需求，并有效降低了設計和施工成本。