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嘉興寶達(dá)物流電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

來(lái)源：安科瑞電氣股份有限公司 2012年03月13日 13:59

嘉興寶達(dá)物流電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定

摘要：本文介紹了基于Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)多功能儀表，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套分散采集集中管理的自動(dòng)化配電系統(tǒng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)變配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)、實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控軟件；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

0 引言
配電自動(dòng)化，是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，電能質(zhì)量，向用戶提供服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加的電力監(jiān)控管理解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)上述變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、低耗的運(yùn)行。

本文以寶達(dá)物流有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)為例子，簡(jiǎn)單介紹變電站的配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)分析

寶達(dá)物流有限公司位于嘉興市全塘鎮(zhèn)，一期工程擁有一個(gè)1萬(wàn)噸級(jí)散貨泊位和一個(gè)1萬(wàn)噸級(jí)雜貨泊位（兼顧3.5萬(wàn)噸級(jí)），可同時(shí)停靠?jī)伤胰f(wàn)噸級(jí)貨輪,11年3月正式投入使用。

本項(xiàng)目共有陸地及碼頭兩個(gè)變電所，其中陸地變電所主要饋出辦公大樓及高桿燈照明。共設(shè)20KV總降站一座、500KVA變壓器一臺(tái)，低壓進(jìn)線柜一面，電容補(bǔ)償柜2面，低壓出線柜2面（共計(jì)14個(gè)饋出回路）；碼頭變電所主要饋出門機(jī)及碼頭照明，共設(shè)20KVA壓降一座、500KVA變壓器一臺(tái)、低壓進(jìn)線柜一面、電容補(bǔ)償柜2面、低壓出線柜6面（共計(jì)18個(gè)饋線回路）。陸地變電所配電詳見表1：

表1：

柜號(hào)	回路名稱	儀表型號(hào)	地址	波特率	CT
G01	20KV進(jìn)線	繼電保護(hù)	1	19200	COM4
G03	壓變避雷器柜	繼電保護(hù)	2	19200	COM4
G04	變壓器出線	繼電保護(hù)	3	19200	COM4
G05	1#主變柜出線	繼電保護(hù)	4	19200	COM4
G06	備用出線	繼電保護(hù)	5	19200	COM4
1D1	陸地380進(jìn)線	ACR320ELH	51	9600	COM3
1D2	電容補(bǔ)償	ACR320ELH	52	9600	COM3
1D3	綜合樓照明	ACR220EL	53	9600	COM3
	綜合樓空調(diào)	ACR220EL	54	9600	COM3
	西線高桿燈	ACR220EL	55	9600	COM3
	備用	ACR220EL	56	9600	COM3
1D4	備用	ACR220EL	57	9600	COM3
	備用	ACR220EL	58	9600	COM3
	備用	ACR220EL	59	9600	COM3
	備用	ACR220EL	60	9600	COM3
	東線高桿燈	ACR220EL	61	9600	COM3
	備用	ACR220EL	62	9600	COM3
	中交二航局	ACR220EL	63	9600	COM3
	保安辦公室	ACR220EL	64	9600	COM3
	配電房電源	ACR220EL	65	9600	COM3

碼頭變電所配電詳見表2：

表2

柜號(hào)	回路名稱	儀表型號(hào)	地址	波特率	端口號(hào)
G1	20KV進(jìn)線	繼電保護(hù)	1	19200	COM5
G3	備用出線	繼電保護(hù)	2	19200	COM5
G4	備用出線	繼電保護(hù)	3	19200	COM5
G5	碼頭變壓器出線	繼電保護(hù)	4	19200	COM5
AL1	碼頭380進(jìn)線	ACR320ELH	51	9600	COM6
AL4	碼頭高壓板照明、變壓器溫控、電力監(jiān)控電源	ACR220EL	52	9600	COM6
	碼頭直流屏用電	ACR220EL	53	9600	COM6
	碼頭PT智能照明柜	ACR220EL	54	9600	COM6
	碼頭變電所照明	ACR220EL	55	9600	COM6
	碼頭門衛(wèi)電源	ACR220EL	56	9600	COM6
	備用	ACR220EL	57	9600	COM6
	備用	ACR220EL	58	9600	COM6
	備用	ACR220EL	59	9600	COM6
AL5	備用	ACR220EL	60	9600	COM6
AL5	1#門機(jī)	ACR220EL	61	9600	COM6
AL6	備用	ACR220EL	62	9600	COM6
AL6	2#門機(jī)	ACR220EL	63	9600	COM6
AL7	備用	ACR220EL	64	9600	COM6
AL7	3#門機(jī)	ACR220EL	65	9600	COM6
AL8	備用	ACR220EL	66	9600	COM6
AL8	4#門機(jī)	ACR220EL	67	9600	COM6
AL9	備用	ACR220EL	68	9600	COM6
AL9	5#門機(jī)	ACR220EL	69	9600	COM6

2 用戶需求

陸地變電所和碼頭變電所之間相距約600米，且20KV的供配電方式，提高了電壓等級(jí)，對(duì)供配電的安全可靠提出了更高的要求。因此整個(gè)碼頭供配電系統(tǒng)要求設(shè)立一套穩(wěn)定可靠的電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)碼頭及辦公大樓智能一體化的管理方式，減少因人工管理不到位所帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)碼頭各個(gè)用電環(huán)節(jié)的用電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在總降站設(shè)置后臺(tái)，對(duì)總降站及碼頭變電所內(nèi)的主要設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信、遙控；對(duì)低壓配電柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遙測(cè)、遙信。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

GB2887-2000 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

DL/T770-2001 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB-14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：

圖1

整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等；該配電系統(tǒng)分成兩個(gè)部分：碼頭變電所及陸地變電所，電力監(jiān)控管理部分設(shè)于陸地變電所總降站值班室。對(duì)于陸地變電所所有高低壓配電設(shè)備監(jiān)控儀表均可通過(guò)485總線接入通訊管理機(jī)，并由通訊管理機(jī)直接接入電力監(jiān)控通訊機(jī)柜內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，zui終接入監(jiān)控管理主機(jī)；對(duì)于碼頭變電所，距離電力監(jiān)控值班室有 600米左右距離，因此在碼頭變電所設(shè)置通訊采集箱，所有碼頭變電所高低壓配電設(shè)備監(jiān)控儀表均通過(guò)485總線接入通訊采集箱內(nèi)通訊管理機(jī)，并由光電轉(zhuǎn)換等設(shè)備將信號(hào)通過(guò)光釬傳輸至電力監(jiān)控值班室內(nèi)電力監(jiān)控通訊機(jī)柜，zui終經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)接入至監(jiān)控管理主機(jī)。在本項(xiàng)目中通訊系統(tǒng)包括通訊管理機(jī)、屏蔽雙絞線、光纖、光電轉(zhuǎn)換等；數(shù)據(jù)采集單元主要包括微機(jī)綜合保護(hù)裝置、ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。

整個(gè)配電管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的一次主設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)全部一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、計(jì)量、記錄、報(bào)警等功能。并與繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)掌握各種保護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化。

2.1 系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集與管理

配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過(guò)現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、PT、CT及微機(jī)綜合保護(hù)裝置將現(xiàn)場(chǎng)各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測(cè)信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將所采集和處理過(guò)的信號(hào)經(jīng)屏蔽雙絞線上傳只通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級(jí)單元相互獨(dú)立的存在于整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及可用性。ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

信息處理

對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。并通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年zui大負(fù)荷及zui大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改；通過(guò)電能分時(shí)計(jì)量累計(jì)電費(fèi)，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)；通過(guò)邏輯運(yùn)算計(jì)算出設(shè)備正常、異常出現(xiàn)次數(shù)，存儲(chǔ)事故發(fā)生時(shí)間、原因。電能報(bào)表如圖2所示：

畫面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。實(shí)時(shí)畫面如圖3所示：

畫面顯示

負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖4所示：

圖2

圖3

圖4

系統(tǒng)特點(diǎn)

通訊線接點(diǎn)少，畫面顯示直觀，數(shù)據(jù)刷新快，及時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，同時(shí)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，方便用戶使用，各種功能可根據(jù)用戶的需求靈活變化，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)快捷方便，修改軟件也不繁瑣。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文的配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)功能平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)的是基于B/S結(jié)構(gòu)模式下的一種監(jiān)測(cè)軟件，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，方便實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，逐步提高配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)報(bào)警的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》，任致程、周中，中國(guó)電力出版社

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上海安科瑞電氣股份有限公司

：徐霜：

電子：acrelxs

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