趙斌

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：介紹安科瑞電力監控係統，采用智能電力儀表采集分布在變電所的48塊(kuai)多(duo)功(gong)能(neng)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)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)力(li)監(jian)控(kong)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;多功能網絡電力儀表;電力監控係統;

0 概述

    山東齊魯增塑劑股份有限公司位於山東省淄博市，始建於1989年，總資產 8億元
，具備生產能力增塑劑40萬噸／年

，苯酐7萬噸／年，主要產品有苯酐
、810酯、DOP、DBP、DIBP
、DIDP、DINP等品種。

    安科瑞電氣股份有限公司於2013年6月承接山東齊魯增塑劑股份有限公司新建辦公樓配電室電力監控係統的設計與實施，配電係統共有2路0.4kV電源進線、2路無功補償、44路0.4kV電源出線組成。

1、客戶需求

   現場48個電壓回路的儀表分布在同一個變電所，電力監控係統要求實現數據集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

   1、集中采集48個回路低壓儀表的數據並在一次係統圖界麵顯示。

   2

、各個回路的電流越限時，係統通過聲光告警通知被管理人員
，及時消除安全用電隱患。

   3、需實時和曆史分析各個回路的用電趨勢
，便於削峰填穀，錯峰供電和生產。

   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。

    根據用戶需求，需要對現場變配電所通過現場總線進行組網並建立電力監控係統（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48個回路實時監測、統計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

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48個低壓回路的多功能網絡電力儀表表經RS485現場總線連接至串口服務器，然後通過以太網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）電力監控係統網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：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同一配電室的電氣櫃內，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、電力監控係統主要功能

3.1  數據采集與處理

    數據采集是電力監控的基礎
，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電dian力li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。

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、yuexianjilutigongfangbianyouhaoderenjijiaohu，tongguolishishijianzhakanpingtai，ninkeyigenjuzijideyaoqiuhezhaxuntiaojianfangbiandingweininsuoyaozhakandelishishijian
，weininbawozhenggexitongdeyunxingqingkuangtigonglelianghaoderuanjianzhichi。

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。

3.4  運行負荷曲線

    負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)功(gong)能(neng)主(zhu)要(yao)負(fu)責(ze)定(ding)時(shi)重(zhong)要(yao)回(hui)路(lu)電(dian)流(liu)和(he)功(gong)率(lv)負(fu)荷(he)參(can)量(liang)，自(zi)動(dong)生(sheng)成(cheng)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)的(de)
，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)及(ji)時(shi)了(le)解(jie)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)狀(zhuang)況(kuang)。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)；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。

3.5  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。

4、案例分析

    本監控係統主要實現金隅節能保溫科技公司變電所48個回路配電實時監測、分析及管理
，監控範圍如下表1所示：

表1 監測點位分布表

     根據其改造的回路，係統可實時顯示一次回路運行狀況
，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。見圖（2）、（3）

圖（2）1#進線 一次係統圖

圖（3）2#進線 一次係統圖

     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（4）：

圖（4） 通訊狀態圖

    遙(yao)測(ce)報(bao)警(jing)功(gong)能(neng)
，主(zhu)要(yao)完(wan)成(cheng)對(dui)直(zhi)變(bian)和(he)主(zhu)變(bian)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） 越限報警信息

    用yong電dian量liang報bao表biao功gong能neng，可ke選xuan擇ze時shi間jian段duan進jin行xing查zha詢xun，支zhi持chi任ren意yi時shi間jian段duan電dian度du累lei計ji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。為wei值zhi班ban人ren員yuan提ti供gong了le精jing確que可ke靠kao的de電dian能neng報bao表biao。該gai報bao表biao各ge回hui路lu名ming稱cheng和he數shu據ju庫ku關guan聯lian，方fang便bian用yong戶hu修xiu改gai回hui路lu名ming稱cheng，用yong戶hu可ke以yi直zhi接jie打da印yin報bao表biao，並bing導dao出chu為weiEXCEL格式如圖（6）所示：

圖（6） 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（7） 參數抄表

    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）電流趨勢曲線

4  結束語

    1）本係統於2013年8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，電力監控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，漢族
，本科
，工程師
，主要研究方向為智能建築供配電監控係統。技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：