趙斌

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：介jie紹shao安an科ke瑞rui電dian能neng管guan理li係xi統tong，采cai用yong智zhi能neng電dian力li儀yi表biao采cai集ji動dong力li機ji房fang和he生sheng產chan車che間jian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 

    朝陽浪馬輪胎有限責任公司坐落於史稱“三燕古都”的(de)遼(liao)寧(ning)省(sheng)朝(chao)陽(yang)市(shi)
，是(shi)全(quan)鋼(gang)絲(si)載(zai)重(zhong)子(zi)午(wu)線(xian)輪(lun)胎(tai)專(zhuan)業(ye)製(zhi)造(zao)商(shang)，是(shi)中(zhong)國(guo)第(di)一(yi)家(jia)引(yin)進(jin)國(guo)際(ji)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)和(he)設(she)備(bei)生(sheng)產(chan)全(quan)鋼(gang)絲(si)子(zi)午(wu)線(xian)輪(lun)胎(tai)的(de)大(da)型(xing)現(xian)代(dai)化(hua)企(qi)業(ye)。公(gong)司(si)遵(zun)循(xun)“嚴格管理、精細操作、持續改進、不斷向顧客提供滿意的產品和一流服務”的質量方針
，以實現用戶滿意為最終追求目標，以不斷創新的輪胎產品為核心競爭力。公司係列開發的輕型、中型、重型卡車輪胎、客車輪胎可滿足國內外客戶的個性化需求，使公司的產品和服務實現本質提升。浪馬公司始終秉承“誠信、合作、雙贏”的經營理念，追求與顧客共同成長、共同進步。經過持續改進和創新
，公司具備了年產全鋼絲載重子午線輪胎100萬套的生產能力，通過實施品牌戰略，培養和發展自主品牌，使浪馬公司成為中國全鋼子午胎的知名企業。

    本項目新增1#變電所、5#變電所和無人值守變電所三處的配電櫃，共計40個0.4KV回路需要進行監測。

1
、客戶需求

    因現場配電櫃分布在兩個車間內
，給用電管理人員帶來了不便，根據其實際情況提出以下需求：

    1、本次設計
、集成的主要目的對分散配電的集中管理，實現數據共享。

    2
、各個回路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。

    根據用戶需求，需要對生產車間和動力機房配電櫃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30個0.4KV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2地點的PZ80L-E4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：PZ96L-E4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3個變電所的配電櫃內
，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。

    shujuchulizhuyaoshibaanyaoqiucaijidaodediancanliangshishizhunquedexianshigeiyonghu，dadaodiannengguanlidezidonghuahuahezhinenghuayaoqiu
，tongshibacaijidaodeshujucunrushujukugongyonghuzhaxun。

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  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

    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。

3.6  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。

4
、案例分析

    安科瑞電氣股份有限公司為其選用PZ96L-E4的多功能網絡電力儀表。

    PZ96L-E4尺寸及詳細參數如下圖2所示：

 圖2  PZ96L-E4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1：

    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)（3）。

圖（3） 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(wei)EXCEL格式如圖（4）所示：

圖（4） 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（5）所示。

圖（5） 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（6）。

圖（6）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。

4
、結束語

    1）本係統於2015年5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工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.

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