趙斌

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：jieshaotaicangtelingkongtiaodiannengguanlixitong
，caiyongzhinengdianliyibiaocaijipeidianxianchangdegezhongdiancanlianghekaiguanxinhao。xitongcaiyongxianchangjiudizuwangdefangshi
，zuwanghoutongguoxianchangzongxiantongxunbingyuanchuanzhihoutai，tongguoAcrel-3000型電能管理係統實現變電所配電回路用電的實時監控。

關鍵詞：大型製造企業;太倉特靈空調電能管理係統;0.4KV變電所
；專變；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理係統

0  概述 

    太倉特靈空調項目位於江蘇省蘇州市太倉市東亭北路64號。本項目為太倉特靈空調電能管理係統。根據配電係統管理的要求

，需要對太倉特靈空調廠內2個10KV高壓變電所，1個0.4KV低壓變電所和3個專變內的低壓配進出線分別進行電力監控及電能管理

，以保證用電的安全
、可靠和高效。

    Acrel-3000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、網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)最(zui)新(xin)發(fa)展(zhan)，對(dui)變(bian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)分(fen)散(san)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)。對(dui)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)組(zu)網(wang)，通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)，將(jiang)分(fen)散(san)的(de)配(pei)電(dian)所(suo)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)為(wei)一(yi)個(ge)有(you)機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)，實(shi)現(xian)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing)的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)和(he)集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)。

1  係統結構描述

    本監控係統主要實現太倉特靈空調廠房裏高低壓變電所以及室外專變配電西戎進行用電監控與電能管理。監控範圍為高低壓及專變上的49台安科瑞自製型號為PZ96-E4/C的多功能電力儀表、21台第三方綜保和兩台溫控儀進行遠程實時監控和電能管理。該係統72隻多功能電力儀表，分9條總線，這9條總線通過屏蔽雙絞線拉至串口服務器，經過數據處理上傳至值班室監控主機，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：

圖（1）低壓網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：安科瑞多功能網絡電力儀表、綜保、溫控儀等。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：串口服務器和協議轉換隔離器，其主要功能為把RS485信號轉換成RS232信號或網絡信號，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。

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)。

    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。

3  案例分析

    太倉特靈空調電能管理係統監控區域為1個低壓變電所
、2個高壓變電所和2個專變，本項目針對這個變電所的10/0.4kV配電係統進行用電監控與電能管理；監控範圍為配電所0.4KV低壓回路、專變0.4KV低壓回路和10KV高壓配電回路的低壓進線櫃、聯絡櫃及饋線櫃進行遠程實時監控和電能管理。

    進出線線回路均采用PZ96-E4/C多功能儀表，其是針對電力係統、工礦企業、公共設施
、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表
，它能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
、無功電度等多種電參量。並且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控製輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信、遙控操作。該係列網絡電力儀表主要應用於變電站自動化
、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理係統及智能建築等領域。

    低壓配電二次圖見圖（2），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（2）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。見jian圖tu（3）和圖（4）。

 圖（3） 實時遙信報警信息

圖（4）曆史遙測報警信息查詢

    參數抄表功能，主要對低壓各出線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。該報表查詢供3個變電所和2個專變出線各高低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。見圖（5）。

圖（5） 參數抄表

    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)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)，某(mou)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)各(ge)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)精(jing)確(que)用(yong)電(dian)量(liang)
，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)打(da)印(yin)報(bao)表(biao)，可(ke)以(yi)以(yi)EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（6）。

圖（6） 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。綠lv色se表biao示shi通tong訊xun正zheng常chang，紅hong色se表biao示shi通tong訊xun故gu障zhang。見jian圖tu（7）。

圖（7）係統通訊結構示意圖

    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

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-3000電dian能neng管guan理li係xi統tong在zai太tai倉cang特te靈ling空kong調tiao的de應ying用yong
，可ke以yi實shi現xian對dui變bian電dian所suo低di壓ya配pei電dian回hui路lu用yong電dian的de實shi時shi監jian控kong與yu電dian能neng管guan理li，不bu僅jin能neng顯xian示shi回hui路lu用yong電dian狀zhuang況kuang
，還hai具ju有you網wang絡luo通tong訊xun功gong能neng，可ke以yi與yu串chuan口kou服fu務wu器qi、計(ji)算(suan)機(ji)等(deng)組(zu)成(cheng)電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)
，方(fang)便(bian)變(bian)電(dian)所(suo)值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)的(de)遠(yuan)程(cheng)管(guan)理(li)，利(li)於(yu)節(jie)省(sheng)電(dian)能(neng)抄(chao)表(biao)的(de)時(shi)間(jian)，將(jiang)信(xin)息(xi)化(hua)帶(dai)入(ru)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)。係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)對(dui)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)的(de)分(fen)析(xi)
、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：
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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