董建鋒
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801
摘要：本文介紹了安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在機械設(shè)計制造研究所項目中的應(yīng)用，該系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能化管理。為機械設(shè)計制造研究所配電房安全、可靠、的運行提供了堅實的技術(shù)保障，亦給其開展節(jié)能減排工作提供了有力的資料依據(jù)。
關(guān)鍵詞： 智能配電 電力監(jiān)控 節(jié)能減排 機械設(shè)計制造研究所
概述
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息化時代應(yīng)運而生的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)用戶側(cè)樓宇、體育場館、科研設(shè)施、機場、交通、醫(yī)院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高/低壓變配電系統(tǒng)中。智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)對高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機組等的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。通過實時記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因子、電度、頻率和電流開關(guān)狀態(tài)等各項參數(shù)實現(xiàn)監(jiān)測，當參數(shù)值超出允許的范圍時便產(chǎn)生預(yù)警、報警，并對相關(guān)設(shè)備進行控制。智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在用電量及用電設(shè)備的管理中已經(jīng)起到了不可替代的作用。
項目簡介
機械設(shè)計制造研究所內(nèi)主要包括1間低壓配電房，該配電房內(nèi)含有兩路進線、一路母聯(lián)和11臺低壓饋線柜。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年10月份承接了機械設(shè)計制造研究所智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項目，為該項目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是：機械設(shè)計制造研究所有限責(zé)任公司的低壓配電室內(nèi)智能儀表的所有電參量。
客戶需求
1、 系統(tǒng)一次圖顯示、斷路器分合閘指示，實時電參量顯示。全電參量歷史查詢。
2、 高壓系統(tǒng)配遠程控制、遙信量顯示。權(quán)限驗證等。
3、 主要負荷電流曲線查詢，放大、縮小、打印等功能。
4、 設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測，系統(tǒng)拓撲圖顯示，用戶權(quán)限管理。
5、 電能管理。可查詢月報表、日報表、小時報表。具備遠程抄表功能。同時可對報表保存打印等功能。
設(shè)計參照的標準和依據(jù)
ISO/IEC11801 《綜合布線標準》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GA/T74-94 《中華人民共和國安全防范行業(yè)標準》
GA/T70-94 《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
GB/T17626.6 《射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》
GB/T17626.8 《工頻磁場的抗擾度試驗》
GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場抗擾度試驗》
GB/T17626.11 《電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗》
GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗》
GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》
GB/T13729-92 《遠動終端通用技術(shù)條件》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB/T15145-94 《微機保護裝置通用技術(shù)條件》
GB/T13729 《遠動終端通用技術(shù)條件》
DL/T630 《交流采樣遠動終端通用技術(shù)條件》
GB/T13850 《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號的電測量變送器》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》
項目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是由智能測控裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及計算機設(shè)備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同，可采取不同的拓撲結(jié)構(gòu)。但是無論采取何種拓撲結(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò)通訊層——現(xiàn)場設(shè)備層”的分層分布式設(shè)計思想。這種分層設(shè)計，符合當前通訊體系設(shè)計實現(xiàn)的標準，在每層都能相對地完成監(jiān)視控制功能，即可以實現(xiàn)遠方的監(jiān)視控制，也能夠在上層故障時不影響本層和下一層的功能。現(xiàn)以機械設(shè)計制造研究所Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)為例，對該智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進行詳細介紹。
該項目數(shù)據(jù)字典如下：
綿陽機械制造工藝研究所電力監(jiān)控系統(tǒng) |
波特率：9600 |
序號 | 柜號 | 回路編號 | 回路名稱 | 儀表型號 | 端口 | 儀表地址 | 變量名稱前綴（如電流） | PT | CT |
1 | 1AH | 1 | 電源進線 | CDD-JB12 | COM6 | 2 | A1AH_Ia_ | 100 | 100 |
2 | 2AH | 2 | TM1 | CDD-JB24 | 3 | A2AH_Ia_ | 100 | 50 |
3 | 3AH | 3 | TM2 | CDD-JB24 | 4 | A3AH_Ia_ | 100 | 50 |
4 | 4AH | 4 | 生活區(qū) | CDD-JB12 | 5 | A4AH_Ia_ | 100 | 50 |
5 | H | 5 | 備用 | CDD-JB12 | 6 | AH_Ia_ | 20 | 50 |
7 | P101 | 2 | 進線 | ACR220E/K | COM5 | 2 | D01_Ia | 1 | 600 |
8 | P102 | 3 | 電容補償 | PZ80-E4/K | 3 | D02_Ia | 1 | 400 |
9 | P103 | 4 | 備用 | PZ80-E4/K | 4 | D03_Ia | 1 | 30 |
10 | 5 | 620-2APE | PZ80-E4/K | 5 | D04_Ia | 1 | 80 |
11 | 6 | 620-1APE | PZ80-E4/K | 6 | D05_Ia | 1 | 120 |
12 | 7 | 門衛(wèi)室AME | PZ80-E4/K | 7 | D06_Ia | 1 | 15 |
13 | 8 | 620-3APE | PZ80-E4/K | 8 | D07_Ia | 1 | 40 |
14 | 9 | 備用 | PZ80-E4/K | 9 | D08_Ia | 1 | 30 |
15 | P104 | 10 | 620-1K-2-1 | PZ80-E4/K | 10 | D09_Ia | 1 | 160 |
16 | 11 | 620-1K-1-1 | PZ80-E4/K | 11 | D10_Ia | 1 | 160 |
17 | P105 | 12 | 620-1APB2 | PZ80-E4/K | 12 | D11_Ia | 1 | 80 |
18 | 13 | 620-1APB1 | PZ80-E4/K | 13 | D12_Ia | 1 | 160 |
19 | P106 | 14 | 620-1K-3 | PZ80-E4/K | 14 | D13_Ia | 1 | 60 |
20 | 15 | 907辦公用電 | PZ80-E4/K | 15 | D14_Ia | 1 | 60 |
21 | 16 | 待建廢水處理池 | PZ80-E4/K | 16 | D15_Ia | 1 | 40 |
22 | 17 | 908辦公用電 | PZ80-E4/K | 17 | D16_Ia | 1 | 30 |
23 | 18 | 備用 | PZ80-E4/K | 18 | D17_Ia | 1 | 60 |
24 | P107 | 19 | 902-1辦公用電 | PZ80-E4/K | 19 | D18_Ia | 1 | 80 |
25 | 20 | 903-1空調(diào)機組1 | PZ80-E4/K | 20 | D19_Ia | 1 | 80 |
26 | 21 | 903-1辦公室用電 | PZ80-E4/K | 21 | D20_Ia | 1 | 40 |
27 | 22 | 908辦公用電 | PZ80-E4/K | 22 | D21_Ia | 1 | 30 |
28 | 23 | 備用 | PZ80-E4/K | 23 | C22_Ia | 1 | 60 |
29 | P201 | 2 | 二號變壓器進線 | PZ80-E4/K | COM4 | 2 | C01_Ia | 1 | 600 |
30 | P202 | 3 | 補償柜 | PZ80-E4/K | 3 | C02_Ia | 1 | 400 |
31 | P203 | 4 | 聯(lián)絡(luò) | PZ80-E4/K | 4 | C03_Ia | 1 | 400 |
32 | P204 | 5 | 620-1K-1-2 | PZ80-E4/K | 5 | C04_Ia | 1 | 160 |
33 | 6 | 備用 | PZ80-E4/K | 6 | C05_Ia | 1 | 40 |
34 | 7 | 備用 | PZ80-E4/K | 7 | C06_Ia | 1 | 40 |
35 | 8 | 902-1辦公室 | PZ80-E4/K | 8 | C07_Ia | 1 | 60 |
36 | 9 | 620-1K-2-2 | PZ80-E4/K | 9 | C08_Ia | 1 | 160 |
37 | P205 | 10 | 620-1APB1 | PZ80-E4/K | 10 | C09_Ia | 1 | 80 |
38 | 11 | 902-1空調(diào)機組B | PZ80-E4/K | 11 | C10_Ia | 1 | 80 |
39 | 12 | 903-1辦公用電 | PZ80-E4/K | 12 | C11_Ia | 1 | 80 |
40 | 13 | 903-2辦公用電 | PZ80-E4/K | 13 | C12_Ia | 1 | 80 |
41 | 14 | 620-1APA | PZ80-E4/K | 14 | C13_Ia | 1 | 80 |
42 | 15 | 備用 | PZ80-E4/K | 15 | C14_Ia | 1 | 40 |
43 | 16 | 待建藥庫 | PZ80-E4/K | 16 | C15_Ia | 1 | 30 |
44 | 17 | 907辦公用電 | PZ80-E4/K | 17 | C16_Ia | 1 | 60 |
45 | P206 | 18 | 電能160 | PZ80-E4/K | 18 | C17_Ia | 1 | 80 |
46 | 19 | 電能表 | PZ80-E4/K | 19 | C18_Ia | 1 | 60 |
47 | P207 | 20 | 620-4AC1 | PZ80-E4/K | 20 | C19_Ia | 1 | 80 |
48 | 21 | 門衛(wèi)室 | PZ80-E4/K | 21 | C20_Ia | 1 | 20 |
49 | 22 | 620-3APE | PZ80-E4/K | 22 | C21_Ia | 1 | 80 |
50 | 23 | 620-2APE | PZ80-E4/K | 23 | C22_Ia | 1 | 120 |
51 | 24 | 620-1APE | PZ80-E4/K | 24 | C23_Ia | 1 | 80 |
針對上述現(xiàn)場的具體情況，Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于機械設(shè)計制造研究所的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖1 機械設(shè)計制造研究所系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
硬件設(shè)備選型：
四川機械設(shè)計制造研究所主站層位于一層總值班室內(nèi)，電力監(jiān)控系統(tǒng)的站控管理層設(shè)備具體包括：Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)工控機一套、打印機、UPS。負責(zé)將通訊管理層上傳的數(shù)據(jù)解包，進行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作、以及整個變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備的選型主要從兩個方面考慮，一個是用戶需求，功能實現(xiàn)方面；二是根據(jù)現(xiàn)場情況，綜合項目的費用來考慮的。針對這個項目來說，用戶的需求常規(guī)，軟件功能實現(xiàn)起來相對容易；現(xiàn)場情況比較簡單，監(jiān)控點數(shù)比較少，所以網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備采用性價比高的4口帶隔離的通訊管理機，既能滿足用戶要求，又能減低項目成本。現(xiàn)場設(shè)備層的選型，在本項目中主要從性價比考慮。兩路進線選擇的是安科瑞生產(chǎn)的ACR220E/K網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度等。出線回路選擇的是安科瑞生產(chǎn)的PZ80-E4/K，它可以測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度等。
系統(tǒng)功能實現(xiàn)：
友好的人機交互界面
變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機交互接口并實時刷新。
用戶管理
本軟件可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令后方可完成該操作。
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負荷zui大值、功率因子上下限等），并對重要的信息量進行數(shù)據(jù)庫存儲。
趨勢曲線分析
系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析接口，通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線接口分析該回路當前的負荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進行質(zhì)量分析。
報表管理
系統(tǒng)具有標準的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的時、日、月、年度報表，根據(jù)復(fù)費率的時段及費率的設(shè)定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。
事件記錄和故障報警
系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
結(jié)束語
本文以機械設(shè)計制造研究所項目中Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的三層拓撲結(jié)構(gòu)為核心，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)zui終實現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進行統(tǒng)一管理，便于維護人員明確設(shè)備運行狀況，制定詳細的設(shè)備維護計劃，減少工作人員，提高工作效率。它以較少的投資，大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和自動化水平。
參考文獻：
1）上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊.2010.08版.
2）電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 任致程、周中，中國電力出版社 2007.4
如需了解，請！
上海安科瑞電氣股份有限公司
：徐霜 ：
電子：acrelxs
