趙斌

 安科瑞電氣股份有限公司
，上海 嘉定 201801

摘要：介紹安科瑞電能管理係統，采用智能電力儀表采集6個(ge)地(di)點(dian)分(fen)配(pei)電(dian)現(xian)場(chang)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)參(can)量(liang)。係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)現(xian)場(chang)就(jiu)地(di)組(zu)網(wang)的(de)方(fang)式(shi)
，組(zu)網(wang)後(hou)通(tong)過(guo)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)通(tong)訊(xun)遠(yuan)傳(chuan)至(zhi)監(jian)控(kong)後(hou)台(tai)
，通(tong)過(guo)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)所(suo)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)用(yong)電(dian)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)和(he)管(guan)理(li)。

關鍵詞：變電所;智能電力儀表;電能管理係統; 

概述

雲南省昆明市第十汙水處理廠是亞洲首家大規模采用膜生物反應器汙水處理工藝的環保項目，每天可處理汙水15萬wan噸dun，采cai用yong全quan地di埋mai式shi集ji中zhong布bu置zhi，在zai節jie約yue土tu地di的de同tong時shi，還hai可ke在zai地di上shang建jian成cheng園yuan林lin景jing觀guan，這zhe個ge地di下xia式shi汙wu水shui處chu理li廠chang，位wei於yu官guan渡du區qu石shi虎hu關guan立li交jiao橋qiao
，占zhan地di約yue59畝，服務麵積59平方公裏
，服務人口43萬人，總投資7億元，主要處理西起環城東路-東二環，東至東三環

，北始穿金路
，南止昆石高速區域的城市汙水。

該汙水處理廠有6個變配電室，97路0.4KV出線。

1客戶需求

汙水處理廠是國內首個大型地下式汙水處理廠
，在配電室分布在6個地點
，對用電管理人員很大的不便，根據其實際情況提出以下需求：

1）由於該汙水處理廠配電室分布於6個地點比較分散
，本次設計、集成的主要目的對分散配電的集中管理，通過數據轉發實現數據共享。

2）各個分變的電流越限時無法實時被管理人員得知
，安全用電存在隱患，係統需能實現聲光告警功能。

3）需實時監測主變和直變的實時電流、電壓、功率的波動情況。

4）能夠查看具體某個回路或幾個回路每天的用電量，並可通過報表進行對比。

5）係統數據可以通過局域網轉發至異地SQL Server數據庫，實現數據共享。

根據用戶需求，需要對第十汙水處理廠6個變配電所進行組網並建立電能管理係統（主要是數據的實時監控），在控製中心值班室內設置監控平台
，對97個回路實時監測
、統計
、分析，以保證用電的安全
、可靠和高效。

安科瑞電能管理係統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、wangluojishuhexianchangzongxianjishudezuixinfazhan，duibianpeidianxitongjinxingfensanshujucaijihejizhongjiankongguanli。duipeidianxitongdeercishebeijinxingzuwang，tongguojisuanjihetongxunwangluo，jiangfensandepeidiansuodexianchangshebeilianjieweiyigeyoujidezhengti，shixiandianwangyunxingdeyuanchengjiankong、集中管理。

2  係統結構描述

本係統采用分層分布式結構進行設計
，即站控管理層
、網絡通訊層和現場設備層
，項目組網圖如下
，現場6網絡個地點的ACR220EL網絡電力儀表經RS485現場總線連接至串口服務器

，然後通過以太網經光纖傳輸至現場監控主機，實現數據的采集
，存儲，處理
，顯示和上傳如圖（1）所示：

圖（1）電能管理係統網絡拓撲圖

間隔設備層主要為：ACR220EL多功能網絡電力儀表，分別對應相應的一次設備分散安裝在6個配電室的電氣櫃內，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
，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。

建設完成後的多功能網絡電力儀表均采用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。

3  電能管理係統主要功能

3.1  數據采集與處理

數據采集是電能管理的基礎，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電dian能neng管guan理li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。

3.2  曆史事件

曆史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。

3.3  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。

34  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。

3.5  運行負荷曲線

fuhequshiquxiangongnengzhuyaofuzedingshizhongyaohuiludianliuhegonglvfuhecanliang，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。

3.6  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。

3.7 數據轉發功能

電能管理係統通過廠內局域網將數據轉發至控製中心的SQL Server數據庫中，實現數據的共享，避免數據的重複采集。

4  案例分析

本監控係統主要實現雲南省昆明市第十汙水處理廠6個0.4KV變電所97個回路配電實時監測、分析及管理，監控範圍如下表2所示：

表1 監測點位分布表

安科瑞電氣股份有限公司為其選用ACR220EL的多功能網絡電力儀表。

ACR220EL尺寸及詳細參數如下圖2所示：

圖2  ACR220EL尺寸

係統監控現場所有點的通訊狀態
，紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常
，便於用戶查看各監測點通訊狀態


，如圖3：

圖（3） 通訊狀態圖

yaocebaojinggongneng，zhuyaowanchengduizhibianhezhubianfuzaiyuexiandanchubaojingjiemianzhishijutidebaojingweizhibingshengyinbaojing，tixingzhibanrenyuanjishichuli。fuzaiyuexianzhizaixiangyingquanxianxiakeziyoushezhi。jubeilishizhaxungongneng
，jiantu（4）。

圖（4） 越限報警信息

yongdianliangbaobiaogongneng
，kexuanzeshijianduanjinxingzhaxun，zhichirenyishijianduandianduleijizhaxun，jubeishujudaochuhebaobiaodayindenggongneng。weizhibanrenyuantigonglejingquekekaodediannengbaobiao。gaibaobiaogehuilumingchengheshujukuguanlian，fangbianyonghuxiugaihuilumingcheng，yonghukeyizhijiedayinbaobiao，bingdaochuweiEXCEL格式如圖（5）所示：

圖（5） 電能報表

參數抄表功能，主要所有回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢
，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、無功功率、頻率和有功電度。如圖（6）所示。

 圖（6） 參數抄表

    fuhequshiquxianjiemianzhongkezhiguandezhakanhuiludefuheyunxingqingkuang。zhakanshishihelishiqushiquxian
，dianjihuamianxiangyinganniuhuocaidanxiangkeyiwanchengxiangyinggongnengdeqiehuan；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（7）。

圖（7）電流趨勢曲線圖

係統可針(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，如圖（8）所示。

圖（8）用戶權限操作示意圖

4  結束語

1）本係統於2013年9月完成現場調試，順利通過用戶驗收並投入運行
，係統穩定可靠，至今未出現任何故障，得到用戶好評。

2）本項目的成功實施表明：本項目的技術方案是科學的、合理的、可行的。

3）本係統采用對分布式配電的集中監控
，達到了預期的效果，電能管理軟件運行界麵滿足了用戶需求
，並有效降低了設計和施工成本。

作者簡介：

趙斌，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電能管理，Email: 2880157852@qq.com手機：  QQ:2880157852