南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)的設(she)計與應(ying)用(yong)

楊(yang)雲(雲)
安科瑞(rui)電(dian)氣股(gu)份有限(xian)公(gong)司，上海(hai) 嘉定 201801；

摘(zhai)要(yao)：介(jie)紹南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)，采(cai)用智能(neng)電力(li)儀(yi)表(biao)采(cai)集(ji)配電(dian)現場的各(ge)種(zhong)電(dian)參量(liang)和開關(guan)信號。系(xi)統(tong)采(cai)用現場就(jiu)地組網的方式，組網後(hou)通(tong)過(guo)現場總線(xian)通(tong)訊並遠(yuan)傳至(zhi)後(hou)臺(tai)，通(tong)過(guo)Acrel-2000型電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)實(shi)現配電(dian)回(hui)路用電(dian)的實(shi)時(shi)監控(kong)和電能(neng)管理(li)。

關(guan)鍵(jian)詞(ci)： 南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目；智能(neng)電力(li)儀(yi)表(biao);Acrel-2000型(xing)；電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)

0  概(gai)述 

    接(jie)入(ru)內容(rong)本工(gong)程為(wei)南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目，該(gai)項目位(wei)於中州路北京路交(jiao)叉(cha)口西(xi)，本項(xiang)目(mu)主要(yao)為(wei)醫院(yuan)的擴(kuo)建(jian)業(ye)務(wu)用房、舊(jiu)院區(qu)等(deng)負荷(he)提供電(dian)源(yuan)，新裝變(bian)壓器總負荷(he)約(yue)為(wei)10400KVA，其中(zhong)主供(gong)變(bian)壓器安裝容(rong)量(liang)為(wei)7200KVA(2*1600KVA+2*2000KVA),備(bei)用變(bian)壓器安裝容(rong)量(liang)為(wei)3200KVA(2*1600KVA)，高(gao)低(di)壓配電(dian)室(shi)位於(yu)地下壹(yi)層。

    Acrel-2000型(xing)智(zhi)能(neng)配電(dian)系(xi)統(tong)充(chong)分利用了(le)現(xian)代(dai)電子(zi)技術(shu)、計算機(ji)技術(shu)、網絡技術(shu)和現場總線(xian)技(ji)術的新發展(zhan)，對(dui)變(bian)配電(dian)系(xi)統(tong)進行分(fen)散(san)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和集(ji)中(zhong)監控管理(li)。對(dui)配電(dian)系(xi)統(tong)的二(er)次(ci)設備(bei)進行組網，通(tong)過(guo)計算機(ji)和通訊網(wang)絡，將分(fen)散(san)的配電(dian)所(suo)的現(xian)場設(she)備(bei)連接(jie)為(wei)壹個(ge)有機(ji)的整(zheng)體(ti)，實現電網(wang)運行的遠(yuan)程監(jian)控(kong)和集(ji)中(zhong)管理(li)。

1  系(xi)統(tong)結(jie)構(gou)描(miao)述

    本項(xiang)目(mu)承接(jie)南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)。

    高(gao)壓(ya)配電(dian)室(shi)進出(chu)線(xian)回(hui)路所(suo)安裝的安(an)科瑞(rui)AM5、AM4系(xi)列(lie)微(wei)機(ji)綜(zong)合(he)保(bao)護裝置(zhi)，總計11臺(tai)，具體(ti)為(wei)：

1#配電(dian)室(shi)：2路進線(xian)回(hui)路、9路出(chu)線(xian)回(hui)路；

高(gao)低(di)壓配電(dian)室(shi)進出(chu)線(xian)回(hui)路所(suo)安裝的安(an)科瑞(rui)AEM96/CFK電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，總計240臺(tai)，具體(ti)為(wei)：

1#配電(dian)室(shi)：2路進線(xian)回(hui)路、2路PT、9路出(chu)線(xian)回(hui)路；

2#配電(dian)室(shi)：6路進線(xian)回(hui)路、12路無功(gong)補(bu)償回(hui)路，3路聯(lian)絡、2路市電油(you)機(ji)轉換、205路出(chu)線(xian)回(hui)路、6個溫(wen)控儀(yi)；

系(xi)統(tong)主機(ji)安(an)裝在(zai)10KV變(bian)電站(zhan)值班(ban)室(shi)本監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)采(cai)用分層分(fen)布式結(jie)構(gou)，即站(zhan)控層，通(tong)訊層與間隔(ge)層；

如圖（1.1）所(suo)示：

圖(tu)（1.1）電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)網(wang)絡拓(tuo)撲(pu)圖

    間隔(ge)設(she)備(bei)層主要(yao)為(wei)：多功(gong)能(neng)網絡電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)。這(zhe)些(xie)裝置(zhi)分(fen)別(bie)對(dui)應相(xiang)應的壹(yi)次(ci)設備(bei)安裝在(zai)電(dian)氣櫃(gui)內，這(zhe)些裝置(zhi)均(jun)采(cai)用(yong)RS485通訊接(jie)口，通過(guo)現場MODBUS總線(xian)組網通(tong)訊，實(shi)現數(shu)據(ju)現(xian)場采(cai)集(ji)。

    網(wang)絡通訊層主要(yao)為(wei)：串口(kou)服務(wu)器，其主要(yao)功(gong)能(neng)為(wei)把分(fen)散在(zai)現場采(cai)集(ji)裝置(zhi)集(ji)中(zhong)采集(ji)，同(tong)時遠(yuan)傳至(zhi)站(zhan)控層，完(wan)成現場層和站(zhan)控層之(zhi)間的數(shu)據(ju)交(jiao)互。

    站(zhan)控管理(li)層：設(she)有高(gao)性(xing)能(neng)工(gong)業(ye)計算機(ji)、顯示(shi)器、UPS電源(yuan)、打印(yin)機等(deng)設(she)備(bei)。監控(kong)系(xi)統(tong)安(an)裝在(zai)計算機(ji)上，集(ji)中(zhong)采集(ji)顯(xian)示現場設(she)備(bei)運行狀(zhuang)況，以人機(ji)交(jiao)互的形式顯示給用(yong)戶(hu)。

    以(yi)上網絡儀(yi)表(biao)均(jun)采(cai)用(yong)RS485接(jie)口和MODBUS-RTU通訊協(xie)議，RS485采用屏(ping)蔽(bi)線(xian)傳輸，壹(yi)般(ban)都(dou)采(cai)用二(er)根連(lian)線(xian)，接(jie)線簡單(dan)方便(bian)；通訊接(jie)口是半雙(shuang)工(gong)通信即通(tong)信的雙(shuang)方都(dou)可以(yi)接(jie)收、發送數(shu)據(ju)但(dan)是(shi)在同(tong)壹時(shi)刻(ke)只能(neng)發送或(huo)接(jie)收數(shu)據(ju)，數(shu)據(ju)高(gao)傳(chuan)輸速(su)率(lv)為(wei)10Mbps。RS485接(jie)口是采用(yong)平衡(heng)驅(qu)動器和差(cha)分接(jie)收器的組合，抗噪聲力(li)增(zeng)強，總線(xian)上允(yun)許連接(jie)多達30個設備(bei)，大傳(chuan)輸距離(li)為(wei)1km。

2  電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)主要(yao)功(gong)能(neng)

2.1  數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)與處(chu)理(li)

  數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)是(shi)配電(dian)監控的基(ji)礎，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)主要(yao)由底層多功(gong)能(neng)網絡儀(yi)表(biao)采(cai)集(ji)完(wan)成，實現遠(yuan)程數(shu)據(ju)的本地實時(shi)顯(xian)示(shi)。需要完(wan)成采集(ji)的信號包(bao)括(kuo)：三(san)相電(dian)壓(ya)U、三(san)相電(dian)流(liu)I、頻(pin)率(lv)Hz、功(gong)率(lv)P、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)COSφ、電(dian)度Epi、遠(yuan)程設(she)備(bei)運行狀(zhuang)態等(deng)數(shu)據(ju)。

數(shu)據(ju)處(chu)理(li)主要(yao)是(shi)把(ba)按要(yao)求(qiu)采集(ji)到(dao)的電(dian)參量(liang)實時(shi)準確(que)的顯(xian)示(shi)給用(yong)戶，達到(dao)配電(dian)監控的自動化化和智能(neng)化要求(qiu)，同(tong)時把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的數(shu)據(ju)存(cun)入(ru)數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用戶查(zha)詢(xun)。

2.2  人機(ji)交(jiao)互

    系(xi)統(tong)提供簡(jian)單(dan)、易(yi)用、良好(hao)的用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)界面。采(cai)用(yong)全中文界面，CAD圖(tu)形顯示(shi)低(di)壓配電(dian)系(xi)統(tong)電(dian)氣壹(yi)次(ci)主接(jie)線圖，顯示(shi)配電(dian)系(xi)統(tong)設(she)備(bei)狀態及(ji)相應實時運行參數(shu)，畫面定時(shi)輪(lun)巡切(qie)換(huan)；畫面實(shi)時(shi)動態刷新；模擬量(liang)顯示(shi)；開關(guan)量(liang)顯示(shi)；連續記(ji)錄(lu)顯(xian)示等(deng)。

2.3  歷(li)史事件(jian)

    歷史(shi)事(shi)件(jian)查看(kan)界面主要(yao)為(wei)用戶(hu)查看(kan)曾(zeng)經發生過(guo)的故障(zhang)記(ji)錄、信號記(ji)錄、操(cao)作(zuo)記錄、越(yue)限記(ji)錄(lu)提供方便(bian)友好(hao)的人機(ji)交(jiao)互，通(tong)過(guo)歷史(shi)事(shi)件查(zha)看(kan)平臺(tai)，您(nin)可以(yi)根據(ju)自己的要(yao)求(qiu)和查詢(xun)條件(jian)方便(bian)定位(wei)您(nin)所(suo)要查(zha)看(kan)的歷(li)史(shi)事件(jian)，為(wei)您把(ba)握(wo)整(zheng)個(ge)系(xi)統(tong)的運(yun)行情(qing)況提供了(le)良好(hao)的軟(ruan)件(jian)支(zhi)持(chi)。

2.4  數(shu)據(ju)庫(ku)建(jian)立(li)與查(zha)詢(xun)

    主要(yao)完(wan)成遙測量(liang)和遙信量(liang)定時(shi)采(cai)集(ji)，並且(qie)建(jian)立(li)數(shu)據(ju)庫(ku)，定期(qi)生(sheng)成報(bao)表，以供用戶(hu)查詢(xun)打印(yin)。

2.5  用戶(hu)權限管理(li)

    針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)級別(bie)的用(yong)戶(hu)，設置(zhi)不(bu)同(tong)的權(quan)限(xian)組，防止(zhi)因人為(wei)誤操(cao)作給(gei)生產，生活(huo)帶來的損(sun)失(shi)，實(shi)現(xian)配電(dian)系(xi)統(tong)的安(an)全，可靠運行。可以(yi)通過(guo)用戶(hu)管理(li)進行用(yong)戶(hu)登(deng)錄、用(yong)戶(hu)註銷(xiao)、修改(gai)密碼(ma)、添加(jia)刪(shan)除(chu)等(deng)操(cao)作，方便(bian)用戶(hu)對(dui)賬(zhang)號和權限的修改(gai)。

2.6  遠(yuan)程報(bao)表(biao)查(zha)詢(xun)

    報表(biao)管理(li)程(cheng)序(xu)的主要(yao)功(gong)能(neng)是根據(ju)用戶的需(xu)要(yao)設計報(bao)表樣(yang)式，把系(xi)統(tong)中(zhong)處(chu)理(li)的數(shu)據(ju)經(jing)過(guo)篩選(xuan)、組合和統計生(sheng)成用戶(hu)需要的報(bao)表(biao)數(shu)據(ju)。本程(cheng)序(xu)還可以(yi)根據(ju)用戶(hu)的需(xu)要(yao)對報(bao)表文件(jian)采用(yong)定時(shi)保(bao)存(cun)、打印(yin)。同(tong)時本程(cheng)序(xu)還向(xiang)用戶(hu)提供了(le)對生(sheng)成(cheng)的報(bao)表(biao)文件(jian)管理(li)功(gong)能(neng)。

報表具有自由設置(zhi)查(zha)詢(xun)時間實(shi)現(xian)日、月(yue)、年(nian)的電(dian)能(neng)統計，數(shu)據(ju)導出(chu)和報表打印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。

3  案(an)例分(fen)析

  南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)包(bao)含(han)變(bian)電所(suo)電表(biao)，對(dui)變(bian)電所(suo)的低(di)壓配電(dian)回(hui)路進行遠(yuan)程實(shi)時(shi)監(jian)控和電能(neng)管理(li)。

    變(bian)電所(suo)采用(yong)多功(gong)能(neng)網絡電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，其是(shi)針對(dui)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)、工(gong)礦(kuang)企(qi)業(ye)、公(gong)共設(she)施(shi)、智(zhi)能(neng)大廈的電(dian)力(li)監(jian)控需求(qiu)而設(she)計的網(wang)絡(luo)電力(li)儀(yi)表(biao)，它能(neng)測量(liang)常規電力(li)參數(shu)，如：三(san)相電(dian)壓(ya)、電(dian)流、有功(gong)功(gong)率(lv)、無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)、頻(pin)率(lv)、有功(gong)電(dian)度、無功(gong)電(dian)度等(deng)多種(zhong)電(dian)參量(liang)。該(gai)系(xi)列(lie)網(wang)絡(luo)電力(li)儀(yi)表(biao)主要(yao)應(ying)用(yong)於變(bian)電站(zhan)自動化、配電(dian)網自動化、小(xiao)區(qu)電(dian)力(li)監(jian)控、工(gong)業(ye)自動化、能(neng)源(yuan)管理(li)系(xi)統(tong)及(ji)智能(neng)建築等(deng)領(ling)域。

    低(di)壓配電(dian)壹次圖見圖（2），功(gong)能(neng)有電(dian)量(liang)遙測(ce)主要(yao)監(jian)測(ce)運行設(she)備(bei)的電(dian)參量(liang)，其中(zhong)包(bao)括(kuo)：線(xian)三(san)相電(dian)壓(ya)，電(dian)流，功(gong)率(lv)，功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，電(dian)能(neng)，頻率(lv)等(deng)電(dian)參量(liang)及配出(chu)回(hui)路的三(san)相電(dian)流(liu)；遙(yao)信功(gong)能(neng)實現顯(xian)示現場設(she)備(bei)的運(yun)行狀(zhuang)態，主要(yao)包(bao)括(kuo)：開關(guan)的分(fen)、合(he)閘運(yun)行狀(zhuang)態和通訊故障(zhang)報(bao)警。  

圖(tu)（2）低(di)壓配電(dian)壹次圖

    遙信和遙測報警功(gong)能(neng)，主要(yao)完(wan)成對低(di)壓各出(chu)線(xian)回(hui)路的開關(guan)運行狀(zhuang)態和負載進線(xian)監(jian)控(kong)，對開關(guan)變(bian)位和負載越限(xian)彈出(chu)報(bao)警界面，指(zhi)示(shi)具體(ti)的報(bao)警位(wei)置(zhi)並聲音(yin)報(bao)警，提醒值班(ban)人員(yuan)及(ji)時處(chu)理(li)。具備(bei)歷史(shi)查詢(xun)功(gong)能(neng)。見圖（3）。

圖(tu)（3） 高(gao)壓(ya)實(shi)時(shi)遙信報警信息(xi)

    參數(shu)抄表(biao)功(gong)能(neng)，主要(yao)對(dui)低(di)壓各出(chu)線(xian)回(hui)路的電(dian)參數(shu)進線(xian)查(zha)詢(xun)。支(zhi)持(chi)任(ren)意(yi)時(shi)刻(ke)電(dian)參數(shu)查(zha)詢(xun)，具備(bei)數(shu)據(ju)導出(chu)和報表打印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。該(gai)報表查(zha)詢(xun)配電(dian)箱出(chu)線(xian)回(hui)路的電(dian)參數(shu)，主要(yao)包(bao)括(kuo)：三(san)相電(dian)壓(ya)、電(dian)流、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)、有功(gong)功(gong)率(lv)和有功(gong)電(dian)度。該(gai)報表各(ge)回(hui)路名稱(cheng)和數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)聯(lian)，方便(bian)用戶(hu)修改(gai)回(hui)路名稱(cheng)。見圖(tu)（4）。

                    圖(tu)（4） 參數(shu)抄表(biao)

    系(xi)統(tong)通(tong)訊結(jie)構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)，主要(yao)顯(xian)示(shi)系(xi)統(tong)的組網結(jie)構(gou)，系(xi)統(tong)采(cai)用分層分(fen)布式結(jie)構(gou)，同(tong)時監(jian)測(ce)間隔(ge)層設(she)備(bei)的通(tong)信狀態。紅色表示通(tong)訊正常，綠(lv)色(se)表示(shi)通訊故障(zhang)。見(jian)圖（5）。

圖(tu)（5）系(xi)統(tong)通(tong)訊結(jie)構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)

4  結(jie)束(shu)語(yu)

    隨著(zhe)社會(hui)的發(fa)展(zhan)及(ji)電(dian)力(li)的廣(guang)泛(fan)應用(yong)，電力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)已(yi)成(cheng)為(wei)全國(guo)各(ge)地重點(dian)工(gong)程項(xiang)目(mu)、標誌(zhi)性(xing)建(jian)築/大(da)型(xing)公(gong)共設(she)施(shi)等(deng)大(da)面積(ji)多變(bian)電所(suo)用戶(hu)的必(bi)然(ran)選(xuan)擇，本文介(jie)紹的Acrel-2000電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)在(zai)南陽市南石(shi)醫(yi)院配電(dian)配電(dian)項目的應(ying)用(yong)，可以(yi)實現(xian)對變(bian)電所(suo)低(di)壓配電(dian)回(hui)路用電(dian)的實(shi)時(shi)監控(kong)與電(dian)力(li)監(jian)控，不(bu)僅(jin)能(neng)顯示回(hui)路用電(dian)狀況，還具有網(wang)絡(luo)通(tong)訊功(gong)能(neng)，可以(yi)與串(chuan)口(kou)服務(wu)器、計算機(ji)等(deng)組成電(dian)力(li)監(jian)控系(xi)統(tong)。系(xi)統(tong)實(shi)現對采集(ji)數(shu)據(ju)的分(fen)析、處(chu)理(li)，實(shi)時(shi)顯(xian)示變(bian)電所(suo)內各(ge)配電(dian)回(hui)路的運(yun)行狀(zhuang)態，對(dui)分合閘、負載越限(xian)具有彈出(chu)報(bao)警對(dui)話框(kuang)及(ji)語(yu)音(yin)提示，並生成(cheng)各(ge)種(zhong)電(dian)能(neng)報表、分(fen)析曲線、圖(tu)形等(deng)，便(bian)於電(dian)能(neng)的遠(yuan)程抄表(biao)以及分(fen)析、研究(jiu)。該(gai)系(xi)統(tong)運(yun)行安(an)全、可靠、穩定，為(wei)變(bian)電所(suo)用戶(hu)解決(jue)用(yong)電(dian)問題提供了(le)真(zhen)實可靠的依據(ju)，取(qu)得了較好(hao)的社(she)會(hui)效益。［2］

參考(kao)文獻(xian)：

[1].任(ren)致程(cheng) 周中. 電(dian)力(li)電(dian)測數(shu)字(zi)儀(yi)表(biao)原理(li)與應(ying)用(yong)指南[M]. 北京. 中國(guo)電(dian)力(li)出(chu)版(ban)社. 2007. 4

[2].周中(zhong)等(deng)編(bian)著(zhu). 智能(neng)電網用(yong)戶端(duan)電(dian)力(li)監(jian)控與電(dian)能(neng)管理(li)系(xi)統(tong)產品(pin)選(xuan)型及(ji)解決(jue)方案(an)[M]. 北京. 機械工(gong)業(ye)出(chu)版(ban)社. 2011.10