趙斌

安科瑞電氣股份有限公司   嘉定   201801

摘要：介jie紹shao勝sheng利li油you田tian分fen公gong司si地di質zhi科ke學xue研yan究jiu院yuan研yan究jiu中zhong心xin電dian力li監jian控kong係xi統tong
，采cai用yong智zhi能neng電dian力li儀yi表biao采cai集ji配pei電dian現xian場chang的de各ge種zhong電dian參can量liang和he開kai關guan信xin號hao。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並bing遠yuan傳chuan至zhi後hou台tai
，通tong過guoAcrel-2000型電力監控與電能管理係統實現變電所配電回路用電的實時監控和電能管理。

關鍵詞：科研辦公樓; 勝利油田分公司地質科學研究院研究中心;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監控係統

0  概述

  勝利油田地質科學研究院隸屬中國石化股份勝利油田分公司，坐落於山東省東營市東營區的中心地帶聊城路3號，為中石化重點研究院。其前身是1964年7月27日成立的華北石油勘探會戰指揮部地質指揮所
，1975年8月15日改為勝利油田勘探開發規劃研究院
，1978年11月1日更名為地質科學研究院。 其主要職責是：承擔國家、中石化及勝利油田勘探開發重大科研項目與新技術攻關，油氣田勘探研究與新區產能建設方案編製，油田油
、氣、水
、岩yan石shi資zi料liao測ce試shi和he分fen析xi
，是shi一yi個ge獨du立li承cheng擔dan複fu雜za含han油you氣qi盆pen地di早zao期qi勘kan探tan和he油you氣qi田tian勘kan探tan開kai發fa全quan過guo程cheng的de多duo學xue科ke地di質zhi綜zong合he研yan究jiu任ren務wu的de科ke研yan單dan位wei，被bei譽yu為wei勝sheng利li油you田tian的de“地質參謀部”。

  本項目共有1個變配電所，共有13個10KV中壓回路和186個0.4KV低壓回路需要進行配電監測，以保證用電的安全、可靠和高效。Acrel-2000電力監控係統，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勝利油田分公司地質科學研究院研究中心變電所10/0.4kV配電係統進行用電監控。該係統總計有199隻儀表
，分13條總線，最後通過網線拉至值班室連接到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）網絡拓撲圖

  間隔設備層主要為：多功能網絡電力儀表、開關量
、模擬量采集模塊和智能斷路器等。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：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、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。

  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  曆時事件

  曆時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。

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，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。

  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  案例分析

  勝sheng利li油you田tian分fen公gong司si地di質zhi科ke學xue研yan究jiu院yuan研yan究jiu中zhong心xin電dian力li監jian控kong與yu電dian能neng管guan理li係xi統tong高gao壓ya側ce實shi時shi畫hua麵mian

，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，紅hong色se代dai表biao合he閘zha，綠lv色se代dai表biao分fen閘zha。在zai高gao壓ya係xi統tong圖tu中zhong可ke以yi直zhi觀guan的de看kan到dao每mei路lu高gao壓ya進jin線xian和he出chu線xian的de運yun行xing參can數shu和he狀zhuang態tai，可ke以yi看kan到dao變bian壓ya器qi出chu線xian側ce的de所suo有you常chang規gui電dian力li參can數shu，如ru：三相電壓
、電流
、有功功率、無功功率、功率因數

、頻率、有功電度及變壓器溫度。

  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)。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)。

  參can數shu抄chao表biao功gong能neng
，主zhu要yao對dui低di壓ya各ge出chu線xian回hui路lu的de電dian參can數shu進jin線xian查zha詢xun。支zhi持chi任ren意yi時shi刻ke電dian參can數shu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。該gai報bao表biao查zha詢xun供gong變bian電dian所suo6台變壓器出線各低壓回路的電參數，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（3）。

                    圖（3） 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)，顯(xian)示(shi)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)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（4）。

圖（4） 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。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。見jian圖tu（5）。

圖（5）係統通訊結構示意圖

  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（6）。

圖（6）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-2000電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)在(zai)勝(sheng)利(li)油(you)田(tian)分(fen)公(gong)司(si)地(di)質(zhi)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)院(yuan)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)所(suo)高(gao)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，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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