趙斌

 1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹西恩溫泉奧特萊斯電力監控係統，采用AM4微機保護裝置采集配電現場10kV高壓櫃的各種電參量和開關信號。係統采用現場就地組網的方式，組網後通過現場總線通訊並遠傳至後台，通過Acrel-2000型電力監控係統實現變電所配電回路用電的實時監控。

關鍵詞：西恩溫泉奧特萊斯;微機綜保;10kV;Acrel-2000型;電力監控係統

0. 概述 

    西安西恩溫泉奧特萊斯文化旅遊有限公司，北鄰西潼高速
，南居鳳凰大道，東西以芷陽二路、三路為界，經營麵積逾5萬平米
，是西安臨潼國家旅遊休閑區重點建設項目，項目離西安主城區直線距離20公裏
，30分鍾車程，占地麵積157.04畝
，分兩期開發
，一期用地91.68畝，項目將建成歐式小鎮使用麵積達7萬平方米
，270間商鋪，1500個停車位，可輻射全西安至周邊城市，依托臨潼每年1000萬遊客，打造真正的奧特萊斯度假村。

    本(ben)項(xiang)目(mu)為(wei)西(xi)恩(en)溫(wen)泉(quan)奧(ao)特(te)萊(lai)斯(si)項(xiang)目(mu)新(xin)建(jian)的(de)變(bian)電(dian)所(suo)。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)廠(chang)區(qu)變(bian)電(dian)所(suo)內(nei)的(de)高(gao)壓(ya)進(jin)出(chu)線(xian)進(jin)行(xing)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)
，以(yi)保(bao)證(zheng)用(yong)電(dian)的(de)安(an)全(quan)、可靠和高效。本項目共有兩個變配電室
，其中需要做監控的9台10KV高壓櫃位於一號變配電室，9台10KV高壓櫃共有一台10KV進線櫃
，一台計量櫃，一台PT櫃
，六台出線櫃。共配置AM4-U一台
，AM4-I七台，分為兩條RS485總線接入到電力監控係統，係統主機安裝在一號配電室隔壁的值班室。

    Acrel-2000型電力監控係統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展
，對變配電係統進行分散數據采集和集中監控管理。

1. 係統結構描述

    本監控係統主要實現對西恩溫泉奧特萊斯項目的10kV配電係統進行用電監測

；監測範圍為新建變電所8台高壓櫃上安裝的AM4微機綜保，對綜保進行遠程實時監控。該係統總計有8台微機綜保（其中包括1台AM4-U
，7台AM4-I），分2條總線，都是直接通過屏蔽雙絞線走電纜溝拉至值班室連接到型號為Nport5232I的串口服務器的串口上，實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

    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）所示：

 拓撲結構圖

    間隔設備層：AM4型號的微機綜保。這些微機綜保分別安裝在10kV進線櫃、PT櫃、出線櫃上
，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：MOXA的Nport5232I串口服務器
，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、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。

    微機綜保采用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6台微機綜保
，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，數據采集主要由安裝在高壓櫃上的AM4型號微機綜保完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：各回路的電參量信息
，以及配電回路開關的分合閘狀態，接地刀閘狀態及相關故障、告警信號等數據。

    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)數(shu)據(ju)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  故障報警及事故追憶

    zaipeidianxitongfashengyunxingguzhangshi，huijishifachushengbaojingtishiyonghujishixiangyingguzhanghuilu，tongshizidongjilushijianfashengdeshijianhehuilumingcheng，yibianyonghuzhaxun，zhuiyiguzhangyuanyin。

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

    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采cai集ji進jin線xian及ji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。

3. 電力監控係統的設計

    在監控係統的設計中，要充分考慮客戶的實際需求，以及電力係統的實際結構、電力係統的實際載荷能力等因素，進而合理的選擇監控設備，這既有利於減少係統運作的成本
，同時也有利於係統功能的實現。

    西恩溫泉奧特萊斯項目需要對10kV配電係統進行用電監測；監測範圍為新建變電所8台高壓櫃上安裝的AM4微機綜保。本項目的電力監控係統能夠及時的顯示各個10kV配電櫃的運作狀態，當某一回路的用電負載越標時，電力監控係統能夠迅速報警，發出語音提示。另外
，電力監控係統還能夠生成報表、曲線圖等統計信息，便於有關人員分析各部分的用電狀況，保證人員的生命安全

，提高值班人員的工作效率。

    實shi時shi畫hua麵mian見jian下xia圖tu
，為wei係xi統tong主zhu監jian控kong畫hua麵mian
，主zhu要yao實shi時shi監jian測ce高gao壓ya回hui路lu的de運yun行xing狀zhuang態tai，以yi配pei電dian一yi次ci幹gan線xian圖tu的de形xing式shi直zhi觀guan顯xian示shi配pei電dian線xian路lu的de分fen布bu情qing況kuang，同tong時shi將jiang實shi時shi采cai集ji的de各ge回hui路lu的de電dian參can量liang信xin息xi
，以yi及ji配pei電dian回hui路lu開kai關guan的de分fen合he閘zha狀zhuang態tai
，接jie地di刀dao閘zha狀zhuang態tai及ji相xiang關guan故gu障zhang、告gao警jing信xin號hao，實shi時shi顯xian示shi在zai係xi統tong界jie麵mian中zhong。紅hong色se代dai表biao合he閘zha，綠lv色se代dai表biao分fen閘zha
，斷duan路lu器qi變bian位wei時shi會hui發fa出chu報bao警jing信xin號hao
，提ti醒xing用yong戶hu及ji時shi處chu理li故gu障zhang。同tong時shi在zai管guan理li員yuan權quan限xian之zhi下xia可ke以yi遠yuan程cheng進jin行xing高gao壓ya斷duan路lu器qi的de分fen合he閘zha控kong製zhi。

 高壓係統一次圖 

    電dian力li監jian控kong係xi統tong的de數shu據ju記ji錄lu功gong能neng主zhu要yao就jiu是shi對dui斷duan路lu器qi分fen合he狀zhuang態tai以yi及ji保bao護hu動dong作zuo的de前qian後hou順shun序xu進jin行xing記ji錄lu，它ta要yao求qiu係xi統tong中zhong必bi須xu有you足zu夠gou的de內nei存cun空kong間jian

，進jin而er長chang時shi間jian的de、大量的對數據信息進行記錄和存儲。其次，電力監控係統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發生時的實時電流
、shishidianyadengshujujinxingjilucunchu。youcikejian，shujujilugongnengkeyitongguoduibaohuzhuangzhigongzuozhuangtaidejilu，yijiduiguzhangxinxidejilu，zhunquedefanyingchuxitongzhongcunzaidewenti，congerbianyugongzuorenyuanjiejue。

    係統具有對實時電力參數和曆史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫麵中能夠自定義需要查詢的參數
、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等
，並通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

 電參量報表

    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)。下(xia)圖(tu)為(wei)變(bian)電(dian)所(suo)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)示(shi)意(yi)圖(tu)。

通訊結構示意圖

    負荷曲線，可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和曆史趨勢曲線，點擊畫麵相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶

，具備曲線打印功能。

4. 結束語

    綜上所述，電力監控係統幫助用電單位提高效率
、減少損失、降低運營成本
，電力監控係統能夠有效確保電網管理效率、縮小電力運營成本，也成為供配電設計中不可或缺的重要組成部分。電力監控係統的通信
、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實際工作中更加方便
，可以通過人機操作界麵, 直接了解到電力係統的運行狀態,並能迅速傳遞出操作指令，由於監控設備對數據的傳遞都是通過網絡傳輸來實現

，因此
，不同的電力監控係統可以設計不同的組網方式,確保數據信息能夠迅速、精jing準zhun的de進jin行xing傳chuan輸shu。另ling一yi方fang麵mian
，在zai供gong配pei電dian設she計ji中zhong運yun用yong電dian力li監jian控kong係xi統tong，應ying該gai根gen據ju實shi際ji情qing況kuang選xuan擇ze監jian控kong設she備bei。一yi般ban的de電dian力li監jian控kong係xi統tong通tong常chang都dou采cai用yong具ju有you遠yuan程cheng通tong信xin、遠程觀測以及遠程控製等功能的設備，而一些高端電力監控係統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。

    Acrel-2000電力監控係統在西恩溫泉奧特萊斯項 目的應用，可以實現對變電所高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。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。

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

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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