王海芹

 1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹田林路200號，采用智能電力儀表，采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。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)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-2000型電力監控與電能管理系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：田林路200號;田林路;0.4KV配電室；智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監控系統

0 概述 

    田林路200號項目位于上海市徐匯區200號，用地面積24629.3㎡，總建筑面積60140㎡，地上總建筑面積44440㎡，地下總建筑面積15700㎡，保溫面積約20800㎡，地下一層主要為設備用房、機動(dòng)車(chē)停車(chē)庫及自行車(chē)停車(chē)庫。一層為門(mén)廳、配套服務(wù)、員工餐廳及其廚房、物業(yè)管理用房。上部各層為工業(yè)研發(fā)用房。

    本次項目為田林路200號低壓變配電所部分的電力監控系統。

1 需求分析

    現場(chǎng)共有兩座0.4KV配電室。電力監控系統需要實(shí)現數據集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

    電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀(guān)動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)、電流越限值等信息。

    對各回路的電流繪制趨勢曲線(xiàn)，便于分析該回路配電運行工況。

    對各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內符合客戶(hù)管理需求的用電報表。

  本技術(shù)條件適用于田林路200號的0.4KV配電室低壓柜。供方產(chǎn)品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿(mǎn)足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應滿(mǎn)足對配電室數據監控的要求。

2  系統方案

    監控系統主要實(shí)現田林路200號變電所的0.4kV配電系統進(jìn)行用電監控與電能管理。監控范圍為1#變電所、2#變電所的T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò )柜、饋線(xiàn)柜儀表進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和電能管理。系統接入2#變電所85只多功能電力儀表，分4條總線(xiàn)，總線(xiàn)直接接入本變電所內采集設備；接入1#變電所99只多功能電力儀表，分4條總線(xiàn)，值班室位于1#變電所隔壁值班室，總線(xiàn)直接接入值班室內采集設備，2#變電所采集設備通過(guò)光纖將數據上傳至值班室主機，從而在監控主機上實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層。

2#變電所網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

1#變電所網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

    通訊層主要是由NPORT5610-8串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。NPORT5610-8串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無(wú)人值守的目的。

3）現場(chǎng)設備層

    現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

智能儀表現場(chǎng)連接示意

    現場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接智能儀表數量在20只左右，然后將數據上傳至串口服務(wù)器NPORT5610-8，進(jìn)而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進(jìn)線(xiàn)和饋線(xiàn)回路采用多功能儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、功率因數、頻率、有功電度、無(wú)功電度。

3  系統功能

功能特點(diǎn)

    系統開(kāi)機后會(huì )通過(guò)點(diǎn)擊相應的快捷方式圖標，即可進(jìn)入操作系統和電力監控系統。本系統采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運行穩定可靠。點(diǎn)擊相應快捷按鈕即可進(jìn)入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò )結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    點(diǎn)擊桌面上的“田林路200號變電所電力監控系統”，軟件開(kāi)始運行。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶(hù)名，輸入對應的密碼，點(diǎn)擊登錄按鈕，才可進(jìn)入監控系統界面，查看監控數據，否則無(wú)法查看。用戶(hù)名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權限。

    進(jìn)入監控系統界面后，會(huì )發(fā)現整個(gè)界面分為三塊，標題界面、配電系統界面和菜單切換界面。

    在菜單切換界面中含有小化及退出2個(gè)快捷功能。當選擇退出時(shí)，系統將彈出如果點(diǎn)擊確認，則退出所有程序；如果點(diǎn)擊取消，則不會(huì )對系統操作。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部是菜單切換界面，該界面排的7個(gè)按鈕為系統各個(gè)功能切換按鈕。

    通過(guò)點(diǎn)擊菜單切換界面上的功能按鈕，就可進(jìn)入相應的功能界面。

配電監測

配電監測功能說(shuō)明

詳細參數

    可查看個(gè)配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線(xiàn)回路的功率、電能、功率因數、回路名稱(chēng)，和出線(xiàn)回路的電流、回路名稱(chēng)。

    當選擇管理員身份登錄系統后，可在系統一次圖中點(diǎn)擊回路名稱(chēng)，直接對回路名稱(chēng)進(jìn)行修改，修改后系統會(huì )自動(dòng)保存，在此界面在此界面可查看三相表的詳細參數。

    系統圖的各個(gè)回路圖標和母線(xiàn)圖標在沒(méi)有通電時(shí)會(huì )顯示綠色，上電后會(huì )顯示紅色，以此區分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄的“通訊狀態(tài)” 。

    進(jìn)入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個(gè)系統采用已變壓器為干線(xiàn)的分布式網(wǎng)絡(luò )結構，具有系統網(wǎng)絡(luò )診斷功能。能實(shí)時(shí)監控系統網(wǎng)絡(luò )通訊狀態(tài)，出現網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)，系統自動(dòng)顯示故障線(xiàn)路及具體單元。

電參量報表

電參量報表功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄上的“電參量報表” 。

    設置時(shí)間控件的時(shí)間，點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕即可查詢(xún)歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率補償因數、電能。

    該報表包含所有的回路。幫助用戶(hù)了解每個(gè)時(shí)刻系統運行中是否出現電壓不穩定，電流越限，功率、功率因數是否符合要求。以次為依據，對系統進(jìn)行更好的管理和化。如有多張表格，可在表頁(yè)下端選擇切換。

    該報表可以以電子表格的方式導出和具備打印功能.

電能報表 

電能報表功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄上的“電能報表” 。

    對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時(shí)間段內的各回路用電，每個(gè)進(jìn)線(xiàn)回路及它所帶的出線(xiàn)回路制作在一張表內，可方便查詢(xún)。如有多張表格，可在表頁(yè)下端選擇切換。

    通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢(xún)”按鈕，即可顯示此時(shí)間段內的用電量，也可以以電子表格的形式導出和打印。

電流曲線(xiàn)

電流曲線(xiàn)功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊配電系統圖對應回路上的“電流曲線(xiàn)” 。

    選擇一個(gè)回路后，回路名稱(chēng)會(huì )在窗口上方顯示。曲線(xiàn)圖表的X軸表示時(shí)間跨度，Y軸表示量程。點(diǎn)擊“刷新曲線(xiàn)” ，可顯示選定回路的和七天的歷史曲線(xiàn)顯示；點(diǎn)擊“搜索曲線(xiàn)” ，通過(guò)調節“開(kāi)始時(shí)間”可顯示過(guò)去和七天時(shí)間段內的選定回路的電流趨勢曲線(xiàn)。通過(guò)修改“鼠標縮放” ，可任意放大選定區域內的曲線(xiàn)。

    電流曲線(xiàn)可以幫助用戶(hù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報警及事件

報警及事件二級菜單

報警及事件二級菜單

    通過(guò)點(diǎn)擊報警及事件二級菜單上的功能按鈕，就可進(jìn)入相應的功能界面。

實(shí)時(shí)報警

遙測實(shí)時(shí)報警功能

    實(shí)時(shí)報警窗口分為“遙測實(shí)時(shí)報警”、遙信實(shí)時(shí)報警，分別監測系統所采集的遙測量和遙信量。報警窗口會(huì )在系統運行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實(shí)時(shí)報警”窗口就會(huì )自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢(xún)

    點(diǎn)擊 報警及事件二級菜單的“遙測歷史報警” 。

    點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕，通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，即可查詢(xún)到過(guò)去任意時(shí)間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時(shí)間，報警類(lèi)型，報警內容等。

用戶(hù)管理

用戶(hù)管理功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄的“用戶(hù)管理” 。

    用戶(hù)管理界面為用戶(hù)提供了3項與用戶(hù)身份和管理有關(guān)的功能。“用戶(hù)登錄”可以實(shí)現登錄用戶(hù)身份的切換；已登錄用戶(hù)可以通過(guò)“用戶(hù)注銷(xiāo)”刪除登錄用戶(hù)的身份；“管理員”可以通過(guò)“用戶(hù)配置”，修改所有用戶(hù)的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶(hù)身份，也可以刪除已有的用戶(hù)身份。

4  結束語(yǔ)

    在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在田林路200號的應用，可以實(shí)現對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò )通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監控系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框、語(yǔ)音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠(chǎng)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 電力出版社. 2007. 4

[2].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