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蔡舒韜
上海安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 201801
0 概述
蒙牛乳業(清遠)有限公司創建於2009年10月18日,地處中國經濟發展較快的廣東省清遠市,是目前蒙牛在長江以南集團自籌資金建設的第二個工廠,工廠一期總投資2.6億元,二期投資2億元。占地麵積178.8畝,一期低溫日處理鮮牛奶200噸,預處理日處理量400噸。
清遠蒙牛事業部項目包括一期電力監控係統,二期電力監控係統。其中一期包括動力中心配電房,生產車間配電房;二期包括二期配電房。
一期電力監控:
根gen據ju配pei電dian係xi統tong管guan理li的de要yao求qiu,需xu要yao對dui清qing遠yuan蒙meng牛niu事shi業ye部bu一yi期qi和he二er期qi所suo有you低di壓ya配pei出chu線xian進jin行xing電dian力li監jian控kong,且qie在zai一yi期qi與yu二er期qi值zhi班ban室shi內nei需xu設she有you獨du立li的de監jian控kong係xi統tong平ping台tai,同tong時shi該gai監jian控kong平ping台tai也ye可ke查zha看kan另ling一yi平ping台tai的de實shi時shi數shu據ju,以yi保bao證zheng用yong電dian的de安an全quan、可靠和高效。
Acrel-2000型低壓智能配電係統,充分利用了現代電子技術、計算機技術、wangluojishuhexianchangzongxianjishudezuixinfazhan,duibianpeidianxitongjinxingfensanshujucaijihejizhongjiankongguanli。duipeidianxitongdeercishebeijinxingzuwang,tongguojisuanjihetongxunwangluo,jiangfensandepeidiansuodexianchangshebeilianjieweiyigeyoujidezhengti,shixiandianwangyunxingdeyuanchengjiankonghejizhongguanli。
1 係統結構描述
本監控係統采用分層分布式結構,即站控層,通訊層與間隔層;如圖(1)(2)所示:
圖(1)一期網絡拓撲圖

圖(2)二期網絡拓撲圖
間隔設備層主要為:多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內,這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現場MODBUS總線組網通訊,實現數據現場采集。
網絡通訊層主要為:通訊服務器/通訊擴展卡,其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層:設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控係統安裝在計算機上,集中采集顯示現場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶;一期電力監控係統和二期電力監控係統之間采用光纖連接,實現數據與畫麵共享。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-
RTU通訊協議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據,數據最高傳輸速率為10Mbps。
RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗噪聲幹擾能力增強,總線上允許連接多達32個設備,最大傳輸距離為1.2km。
2 電力監控係統主要功能
2.1 數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎,數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成,實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。
數shu據ju處chu理li主zhu要yao是shi把ba按an要yao求qiu采cai集ji到dao的de電dian參can量liang實shi時shi準zhun確que的de顯xian示shi給gei用yong戶hu,達da到dao配pei電dian監jian控kong的de自zi動dong化hua化hua和he智zhi能neng化hua要yao求qiu,同tong時shi把ba采cai集ji到dao的de數shu據ju存cun入ru數shu據ju庫ku供gong用yong戶hu查zha詢xun。
2.2 人機交互
係統提供簡單、易用、良好的用戶使用界麵。采用全中文界麵,CAD圖形顯示低壓配電係統電氣一次主接線圖,顯示配電係統設備狀態及相應實時運行參數,畫麵定時輪巡切換;畫麵實時動態刷新;模擬量顯示;開關量顯示;連續記錄顯示等。
2.3 曆時事件
曆時事件查看界麵主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越yue限xian記ji錄lu提ti供gong方fang便bian友you好hao的de人ren機ji交jiao互hu,通tong過guo曆li史shi事shi件jian查zha看kan平ping台tai,您nin可ke以yi根gen據ju自zi己ji的de要yao求qiu和he查zha詢xun條tiao件jian方fang便bian定ding位wei您nin所suo要yao查zha看kan的de曆li史shi事shi件jian,為wei您nin把ba握wo整zheng個ge係xi統tong的de運yun行xing情qing況kuang提ti供gong了le良liang好hao的de軟ruan件jian支zhi持chi。
2.4 數據庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集,並且建立數據庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權限管理
針zhen對dui不bu同tong級ji別bie的de用yong戶hu,設she置zhi不bu同tong的de權quan限xian組zu,防fang止zhi因yin人ren為wei誤wu操cao作zuo給gei生sheng產chan,生sheng活huo帶dai來lai的de損sun失shi,實shi現xian配pei電dian係xi統tong的de安an全quan,可ke靠kao運yun行xing。可ke以yi通tong過guo用yong戶hu管guan理li進jin行xing用yong戶hu登deng錄lu、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權限的修改。
2.6 運行負荷曲線
fuhequshiquxiangongnengzhuyaofuzedingshicaijijinxianjizhongyaohuiludianliuhegonglvfuhecanliang,zidongshengchengyunxingfuhequshiquxiande,fangbianyonghujishilejieshebeideyunxingfuhezhuangkuang。dianjihuamianxiangyinganniuhuocaidanxiangkeyiwanchengxiangyinggongnengdeqiehuan;可以查看實時趨勢曲線或曆史趨勢線;對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶進線趨
勢分析和故障追憶,為分析整個係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
2.7 遠程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式,把係統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計,數據導出和報表打印等功能。
3 案例分析
本監控係統主要實現清遠蒙牛事業部一期、二期配電係統監控,監控範圍如下:
一期配電房由兩個相互獨立的配電房組成,生產車間配電房距動力中心配電房約200米。動力中心配電房包含主室和次室,次室距主室的約30米。其中Acrel-2000電力監控係統在動力中心配電室的次室裏。動力中心配電房有2台變壓器(1#變壓器、2#變壓器),共有57台智能儀表(3種類別);現場采用4根屏蔽雙絞總線連接。
生產車間配電房中有2台變壓器(3#變壓器、4#變壓器),共有39台智能儀表,現場采用2根屏蔽雙絞總線連接。
二期電力監控:
二期配電房內有4台變壓器(5#變壓器、6#變壓器、7#變壓器、8#變壓器),共有187台智能儀表(3種類別),現場采用9根屏蔽雙絞總線連接。
在配電房內安裝的所有表計均為多功能網絡儀表,該儀表主要測量所有常規電力參數,如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。
配電室二次圖見圖(3)(4),功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量,其中包括:線三相電壓、電流、功率、功率因數、電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態,主要包括:開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警;斷路器變位時會發出報警信號,提醒用戶及時處理故障。
圖(3)一期低壓配電二次圖
圖(4)二期低壓配電二次圖
遙yao信xin和he遙yao測ce報bao警jing功gong能neng,主zhu要yao完wan成cheng對dui低di壓ya各ge出chu線xian回hui路lu的de開kai關guan運yun行xing狀zhuang態tai和he負fu載zai進jin線xian監jian控kong,對dui開kai關guan變bian位wei和he負fu載zai越yue限xian彈dan出chu報bao警jing界jie麵mian指zhi示shi具ju體ti的de報bao警jing位wei置zhi並bing聲sheng音yin報bao警jing,提ti醒xing值zhi班ban人ren員yuan及ji時shi處chu理li。負fu載zai越yue限xian值zhi在zai相xiang應ying權quan限xian下xia可ke自zi由you設she置zhi。具ju備bei曆li史shi查zha詢xun功gong能neng,見jian圖tu(5)。
圖(5) 實時報警信息
參can數shu抄chao表biao功gong能neng,主zhu要yao對dui低di壓ya各ge出chu線xian回hui路lu的de電dian參can數shu進jin線xian查zha詢xun。支zhi持chi任ren意yi時shi刻ke電dian參can數shu查zha詢xun,具ju備bei數shu據ju導dao出chu和he報bao表biao打da印yin等deng功gong能neng。該gai報bao表biao查zha詢xun供gong兩liang個ge變bian電dian所suo8台變壓器出線各低壓回路的電參數,主要包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯,方便用戶修改回路名稱,如圖(6)為5#變壓器回路實時數據顯示。
圖(6) 參數抄表
yongdianliangbaobiaogongneng,kexuanzeshijianduanjinxingzhaxun,zhichirenyishijianduandianduleijizhaxun,jubeishujudaochuhebaobiaodayindenggongneng。weizhibanrenyuantigonglejingquekekaodediannengbaobiao。gaibaobiaogehuilumingchengheshujukuguanlian,fangbianyonghuxiugaihuilumingcheng,yonghukeyizhijiedayinbaobiao,keyiyiEXCEL格式另存到其他位置,圖(7)為5#變壓器回路用電報表統計。
圖(7) 電能報表
係xi統tong通tong訊xun結jie構gou示shi意yi圖tu,主zhu要yao顯xian示shi係xi統tong的de組zu網wang結jie構gou,係xi統tong采cai用yong分fen層ceng分fen布bu式shi結jie構gou,同tong時shi監jian測ce間jian隔ge層ceng設she備bei的de通tong信xin狀zhuang態tai。紅hong色se表biao示shi通tong訊xun正zheng常chang,綠lv色se表biao示shi通tong訊xun故gu障zhang。見jian圖tu(1)和圖(2)。
負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)界(jie)麵(mian)中(zhong)可(ke)直(zhi)觀(guan)的(de)查(zha)看(kan)回(hui)路(lu)的(de)負(fu)荷(he)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)。查(zha)看(kan)實(shi)時(shi)和(he)曆(li)史(shi)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian),點(dian)擊(ji)畫(hua)麵(mian)相(xiang)應(ying)按(an)鈕(niu)或(huo)菜(cai)單(dan)項(xiang)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)相(xiang)應(ying)功(gong)能(neng)的(de)切(qie)換(huan);幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,見圖(8)。
圖(8)趨勢曲線圖
針zhen對dui不bu同tong級ji別bie的de用yong戶hu,設she置zhi不bu同tong的de權quan限xian組zu,防fang止zhi因yin人ren為wei誤wu操cao作zuo給gei生sheng產chan,生sheng活huo帶dai來lai的de損sun失shi,實shi現xian配pei電dian係xi統tong的de安an全quan,可ke靠kao運yun行xing。可ke以yi通tong過guo用yong戶hu管guan理li進jin行xing用yong戶hu登deng錄lu、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權限的修改,見圖(9)
圖(9) 用戶登錄
4 結束語
隨著社會的發展及電力的廣泛應用,電力監控係統已成為全國各地重點工程項目、標誌性建築/大型公共設施等大麵積多變電所用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-2000電力監控係統在清遠事業部的應用,可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網絡通訊及WEB發布功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力監控係統。係統實現對采集數據的分析、處理,實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態,對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示,並生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便於電能的遠程抄表以及分析、研究。該係統運行安全、可靠、穩定,為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據,取得了較好的社會效益。[2]
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. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理係統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10
作者簡介:
蔡舒韜,女,本科,上海安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網供配電,Email: 手機: QQ:1537441075
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