住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目 電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)的(de)設(she)計與(yu)應(ying)用

     楊雲(雲)

安(an)科瑞電(dian)氣(qi)股份(fen)有限公(gong)司，上(shang)海 嘉定 201801

摘要(yao)：介紹住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)，采(cai)用智能(neng)電(dian)力(li)儀表(biao)采(cai)集(ji)配(pei)電(dian)現(xian)場的各(ge)種(zhong)電(dian)參(can)量和開(kai)關信(xin)號。系統(tong)采(cai)用現(xian)場就地組網(wang)的(de)方(fang)式，組網(wang)後通過現(xian)場總線通(tong)訊並遠傳(chuan)至(zhi)後臺，通(tong)過Acrel-2000型電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)實現(xian)配(pei)電(dian)回路用電(dian)的(de)實時監控(kong)和(he)電(dian)能(neng)管(guan)理。

關鍵(jian)詞(ci)：工(gong)廠(chang);住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目;變(bian)電(dian)所(suo);智能(neng)電(dian)力(li)儀表(biao);Acrel-2000型；電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)

0  概(gai)述(shu) 

住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目位(wei)於常(chang)州。

本(ben)項目為住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)。根(gen)據(ju)配電(dian)系(xi)統(tong)管(guan)理的(de)要(yao)求(qiu)，本項目將(jiang)各(ge)自變(bian)電(dian)所(suo)內的(de)低壓(ya)配進(jin)出線回路進(jin)行電(dian)能(neng)管(guan)理，以(yi)保(bao)證用電(dian)的(de)安(an)全(quan)、可(ke)靠和(he)高效(xiao)。

Acrel-2000型低壓(ya)智能(neng)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)，充分利(li)用了(le)現(xian)代(dai)電(dian)子(zi)技術(shu)、計算機技術(shu)、網(wang)絡(luo)技術(shu)和(he)現(xian)場總線技術(shu)的(de)新發展(zhan)，對變(bian)配電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行分散(san)數據(ju)采(cai)集(ji)和(he)集中監控(kong)管(guan)理。對配電(dian)系(xi)統(tong)的(de)二次設(she)備進(jin)行組網(wang)，通(tong)過計算機和通訊網(wang)絡(luo)，將分散(san)的配電(dian)所(suo)的(de)現(xian)場設(she)備連(lian)接為壹(yi)個有機的(de)整體(ti)，實現(xian)電(dian)網(wang)運(yun)行的遠程(cheng)監控(kong)和(he)集(ji)中(zhong)管理。

1  系統(tong)結(jie)構(gou)描述(shu)

本監控(kong)系(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)實現(xian)住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行用電(dian)監控(kong)與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理，監控(kong)範(fan)圍(wei)為51臺pz系列(lie)多功能電(dian)表(biao)，分6條(tiao)總線直(zhi)接拉至(zhi)值(zhi)班(ban)室采(cai)集(ji)器，後通過協(xie)議(yi)轉換(huan)接入值班(ban)室監控(kong)主(zhu)機(ji)，從(cong)而(er)實現(xian)總線上(shang)儀表(biao)與(yu)監控(kong)主(zhu)機(ji)的(de)數據(ju)連(lian)通。

本(ben)監控(kong)系(xi)統(tong)采(cai)用分層(ceng)分布(bu)式結(jie)構(gou)，即(ji)站控層(ceng)，通(tong)訊層與(yu)間隔層；

如圖（1）所示：

圖（1）網(wang)絡(luo)拓撲(pu)圖

間隔設(she)備層(ceng)主(zhu)要為：多功能網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀表(biao)。這些裝置分別(bie)對應(ying)相應(ying)的壹(yi)次(ci)設(she)備安(an)裝在電(dian)氣(qi)櫃內(nei)，這些裝置均(jun)采(cai)用RS485通訊接口，通(tong)過現(xian)場MODBUS總線組網(wang)通(tong)訊，實現(xian)數據(ju)現(xian)場采(cai)集(ji)。

網(wang)絡(luo)通訊層主(zhu)要(yao)為：通訊服務器，其(qi)主要功能(neng)為把(ba)分散(san)在現(xian)場采(cai)集(ji)裝置集(ji)中采(cai)集(ji)，同(tong)時遠傳(chuan)至(zhi)站控層(ceng)，完(wan)成現(xian)場層和(he)站控層(ceng)之(zhi)間的(de)數據(ju)交互。

站控管(guan)理層(ceng)：設(she)有高性(xing)能(neng)工業計算機、顯示(shi)器、UPS電(dian)源(yuan)、打(da)印(yin)機(ji)等(deng)設(she)備。監控(kong)系(xi)統(tong)安(an)裝在計算機上(shang)，集(ji)中采(cai)集(ji)顯示(shi)現(xian)場設(she)備運(yun)行狀況，以(yi)人(ren)機(ji)交互的形(xing)式顯示(shi)給用戶(hu)。

以上(shang)網(wang)絡(luo)儀表(biao)均(jun)采(cai)用RS485接口和(he)MODBUS-

RTU通訊協議(yi)，RS485采(cai)用屏(ping)蔽線傳(chuan)輸(shu)，壹(yi)般(ban)都(dou)采(cai)用二根(gen)連(lian)線，接(jie)線簡(jian)單(dan)方(fang)便(bian)；通訊接口是(shi)半雙(shuang)工通(tong)信即(ji)通(tong)信(xin)的雙方(fang)都可(ke)以接(jie)收、發送(song)數據(ju)但是在同壹(yi)時刻只(zhi)能(neng)發送(song)或(huo)接(jie)收(shou)數據(ju)，數據(ju)高傳(chuan)輸(shu)速(su)率為10Mbps。

RS485接口是(shi)采(cai)用平衡(heng)驅(qu)動器和差分接(jie)收(shou)器的組合(he)，抗(kang)噪(zao)聲(sheng)能力(li)增(zeng)強(qiang)，總線上(shang)允(yun)許連(lian)接多(duo)達32個設(she)備，大傳(chuan)輸(shu)距離為1.2km。

2  電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)主(zhu)要功能

2.1  數據(ju)采(cai)集(ji)與(yu)處(chu)理

數據(ju)采(cai)集(ji)是(shi)配電(dian)監控(kong)的(de)基(ji)礎(chu)，數據(ju)采(cai)集(ji)主(zhu)要由底(di)層多功能網(wang)絡(luo)儀表(biao)采(cai)集(ji)完(wan)成，實現(xian)遠程(cheng)數據(ju)的本地實時顯示(shi)。需(xu)要(yao)完(wan)成(cheng)采(cai)集(ji)的(de)信號包括(kuo)：三(san)相電(dian)壓(ya)U、三相(xiang)電(dian)流(liu)I、頻率Hz、功率P、功率因(yin)數COSφ、電(dian)度(du)Epi、遠程(cheng)設(she)備運(yun)行狀態(tai)等數據(ju)。

數據(ju)處理主(zhu)要(yao)是把(ba)按要(yao)求(qiu)采(cai)集(ji)到(dao)的電(dian)參(can)量實時準確(que)的顯示(shi)給用戶(hu)，達到配電(dian)監控(kong)的(de)自動化(hua)化(hua)和(he)智能(neng)化(hua)要(yao)求(qiu)，同時把(ba)采(cai)集(ji)到(dao)的數據(ju)存(cun)入數據(ju)庫供用戶(hu)查(zha)詢。

2.2  人(ren)機交(jiao)互(hu)

系統(tong)提(ti)供簡單、易(yi)用、良(liang)好(hao)的用戶(hu)使用界(jie)面(mian)。采(cai)用全(quan)中(zhong)文(wen)界面(mian)，CAD圖(tu)形(xing)顯示(shi)低壓(ya)配電(dian)系(xi)統(tong)電(dian)氣(qi)壹(yi)次(ci)主接線圖(tu)，顯示(shi)配電(dian)系(xi)統(tong)設(she)備狀(zhuang)態(tai)及相應(ying)實時運(yun)行參數，畫(hua)面(mian)定時輪(lun)巡(xun)切換(huan)；畫(hua)面(mian)實時動態(tai)刷新；模擬(ni)量顯示(shi)；開(kai)關量顯示(shi)；連(lian)續記(ji)錄顯示(shi)等。

2.3  歷(li)史事(shi)件

歷(li)史事(shi)件查(zha)看界面(mian)主要(yao)為用戶(hu)查(zha)看曾經(jing)發生過的(de)故障(zhang)記(ji)錄、信(xin)號(hao)記錄、操作記(ji)錄、越限記(ji)錄提(ti)供方(fang)便(bian)友(you)好(hao)的人機交(jiao)互，通(tong)過歷(li)史事(shi)件查(zha)看平臺，您(nin)可(ke)以根(gen)據(ju)自己(ji)的要(yao)求(qiu)和查(zha)詢條(tiao)件方(fang)便(bian)定位(wei)您(nin)所要查(zha)看的歷(li)史事(shi)件，為您(nin)把(ba)握整(zheng)個系統(tong)的(de)運(yun)行情況提(ti)供了良好的(de)軟(ruan)件(jian)支持(chi)。

2.4  數據(ju)庫建立與(yu)查(zha)詢

主(zhu)要完(wan)成遙(yao)測(ce)量和遙(yao)信(xin)量定時采(cai)集(ji)，並且建立數據(ju)庫，定期(qi)生成(cheng)報表(biao)，以(yi)供用戶(hu)查(zha)詢打(da)印(yin)。

2.5  用戶(hu)權(quan)限管(guan)理

針對不同級別的(de)用戶(hu)，設(she)置不(bu)同(tong)的權限組，防(fang)止(zhi)因(yin)人(ren)為誤操作給生產(chan)，生活帶來(lai)的損(sun)失，實現(xian)配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)，可(ke)靠運(yun)行。可(ke)以通(tong)過用戶(hu)管(guan)理進(jin)行用戶(hu)登錄、用戶(hu)註(zhu)銷、修改(gai)密(mi)碼(ma)、添(tian)加(jia)刪除等(deng)操作，方(fang)便(bian)用戶(hu)對賬號和權(quan)限的(de)修改(gai)。

2.6  運(yun)行負(fu)荷曲線

負(fu)荷趨勢曲(qu)線功(gong)能(neng)主要負(fu)責(ze)定時采(cai)集(ji)進(jin)線及重要(yao)回路電(dian)流(liu)和(he)功(gong)率負(fu)荷參量，自動生成(cheng)運(yun)行負(fu)荷趨勢曲(qu)線的(de)，方(fang)便(bian)用戶(hu)及時了解設(she)備的(de)運(yun)行負(fu)荷狀況。點(dian)擊(ji)畫(hua)面(mian)相應(ying)按鈕(niu)或(huo)菜(cai)單項可(ke)以完(wan)成相(xiang)應(ying)功能(neng)的(de)切換(huan)；可(ke)以查(zha)看實時趨勢曲(qu)線或(huo)歷(li)史趨勢線；對所選曲線可(ke)以進(jin)行平移(yi)、縮放、量程(cheng)變(bian)換等(deng)操作，幫助(zhu)用戶(hu)進(jin)線趨

勢分析(xi)和故障(zhang)追(zhui)憶(yi)，為分析(xi)整個系統(tong)的(de)運(yun)行狀況提(ti)供了直(zhi)觀而方(fang)便(bian)的軟件(jian)支持(chi)。

2.7  遠程(cheng)報(bao)表(biao)查(zha)詢

報(bao)表(biao)管(guan)理程(cheng)序(xu)的(de)主(zhu)要(yao)功能是根(gen)據(ju)用戶(hu)的(de)需(xu)要(yao)設(she)計報(bao)表(biao)樣(yang)式(shi)，把(ba)系統(tong)中(zhong)處(chu)理的(de)數據(ju)經過篩(shai)選(xuan)、組合(he)和(he)統(tong)計生成(cheng)用戶(hu)需(xu)要(yao)的(de)報(bao)表(biao)數據(ju)。本程(cheng)序(xu)還(hai)可(ke)以根(gen)據(ju)用戶(hu)的(de)需(xu)要(yao)對報表(biao)文(wen)件采(cai)用定時保存(cun)、打(da)印(yin)或(huo)者(zhe)召喚保(bao)存(cun)、打(da)印(yin)模式。同(tong)時本程(cheng)序(xu)還(hai)向用戶(hu)提(ti)供了對生成(cheng)的報(bao)表(biao)文(wen)件管(guan)理功(gong)能(neng)。

報(bao)表(biao)具有自由設(she)置查(zha)詢時間實現(xian)日、月(yue)、年(nian)的(de)電(dian)能(neng)統(tong)計，數據(ju)導出和(he)報表(biao)打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。

3  案(an)例(li)分析(xi)

住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)為壹(yi)個變(bian)電(dian)所(suo)，本項目針(zhen)對這變(bian)電(dian)所(suo)的0.4kV配(pei)電(dian)系(xi)統(tong)進(jin)行電(dian)能(neng)管(guan)理，根(gen)據(ju)變(bian)電(dian)所(suo)的(de)監控(kong)，完(wan)成(cheng)變(bian)電(dian)所(suo)的(de)運(yun)行管理，以(yi)及對於整個工(gong)廠耗(hao)能(neng)的全掌控。

配電(dian)所(suo)主(zhu)要(yao)耗能(neng)回路采(cai)用多功(gong)能電(dian)表(biao)，我(wo)司也(ye)有相應(ying)型號儀表(biao)，PZ系(xi)列多功(gong)能(neng)儀表(biao)，其(qi)是針對電(dian)力(li)系統(tong)、工(gong)礦(kuang)企(qi)業、公(gong)共(gong)設(she)施、智能(neng)大廈(sha)的電(dian)力(li)監控(kong)需(xu)求(qiu)而設(she)計的(de)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀表(biao)，它(ta)能(neng)測(ce)量所有常(chang)規電(dian)力(li)參數，如：三相(xiang)電(dian)壓(ya)、電(dian)流(liu)、有功功(gong)率、無功功率、功率因(yin)數、頻率、有功電(dian)度(du)、無功電(dian)度(du)等多(duo)種(zhong)電(dian)參(can)量。並且本儀表(biao)帶有2路(lu)光(guang)電(dian)隔離開(kai)關量輸入接點，這些接(jie)點(dian)可(ke)以配(pei)合智能(neng)斷路器實現(xian)斷路器的遙(yao)信(xin)操作。該(gai)系列(lie)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀表(biao)主(zhu)要(yao)應(ying)用於變(bian)電(dian)站自動化(hua)、配(pei)電(dian)網(wang)自動化(hua)、小(xiao)區(qu)電(dian)力(li)監控(kong)、工(gong)業自動化(hua)、能(neng)源(yuan)管理系(xi)統(tong)及智能(neng)工(gong)廠等領域。

低(di)壓(ya)配(pei)電(dian)二次圖(tu)見圖（2）兩邊系統(tong)功(gong)能(neng)均(jun)壹(yi)致(zhi)，功能(neng)有電(dian)量遙(yao)測(ce)主(zhu)要(yao)監測(ce)運(yun)行設(she)備的(de)電(dian)參(can)量，其(qi)中包括(kuo)：線三(san)相(xiang)電(dian)壓(ya)，電(dian)流(liu)，功(gong)率，功率因(yin)數，電(dian)能(neng)，頻率等電(dian)參(can)量及配出回路的(de)三相(xiang)電(dian)流(liu)；遙(yao)信(xin)功能實現(xian)顯示(shi)現(xian)場設(she)備的(de)運(yun)行狀態(tai)，主要(yao)包括(kuo)：開(kai)關的(de)分、合(he)閘(zha)運(yun)行狀態(tai)和通(tong)訊故障(zhang)報(bao)警；斷路器變(bian)位(wei)時會發出報(bao)警信號(hao)，提(ti)醒(xing)用戶(hu)及時處理故障(zhang)。  

圖(tu)（2）低(di)壓配電(dian)二次圖(tu)

    遙(yao)信(xin)和遙(yao)測(ce)報警功能(neng)，主(zhu)要完(wan)成對低壓各(ge)出線回路的(de)開(kai)關運(yun)行狀態(tai)和負(fu)載進(jin)線監控(kong)，對開(kai)關變(bian)位(wei)和(he)負(fu)載越限彈出報(bao)警界面(mian)指(zhi)示具體(ti)的報警位(wei)置(zhi)並聲(sheng)音(yin)報警，提(ti)醒(xing)值班(ban)人員(yuan)及時處理。負(fu)載越限值(zhi)在(zai)相應(ying)權限下可(ke)自由設(she)置。具備(bei)歷史查(zha)詢功(gong)能。見圖（3）。

圖（3） 實時遙(yao)信(xin)報警和(he)歷史遙(yao)測(ce)報警信息(xi)查(zha)詢

參(can)數抄(chao)表(biao)功(gong)能(neng)，主(zhu)要對低壓各(ge)出線回路的(de)電(dian)參(can)數進(jin)線查(zha)詢。支(zhi)持(chi)任意時刻電(dian)參(can)數查(zha)詢，具備(bei)數據(ju)導出和(he)報表(biao)打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。該(gai)報表(biao)查(zha)詢供變(bian)電(dian)所(suo)4臺變(bian)壓器出線各(ge)低(di)壓(ya)回路的(de)電(dian)參(can)數，主(zhu)要包括(kuo)：三(san)相電(dian)流(liu)、有功功(gong)率和有功電(dian)度(du)及變(bian)壓器溫(wen)度(du)。該(gai)報表(biao)各(ge)回路名(ming)稱(cheng)和數據(ju)庫關聯，方(fang)便(bian)用戶(hu)修改(gai)回路名(ming)稱(cheng)。見圖（4）。

                    圖(tu)（4） 參數抄(chao)表(biao)

用電(dian)量報表(biao)功(gong)能(neng)，可(ke)選擇(ze)時間段(duan)進(jin)行查(zha)詢，支(zhi)持(chi)任意時間段(duan)電(dian)度(du)累計查(zha)詢，具備(bei)數據(ju)導出和(he)報表(biao)打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。為值班(ban)人員(yuan)提(ti)供了精確(que)可(ke)靠的(de)電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)。該(gai)報表(biao)各(ge)回路名(ming)稱(cheng)和數據(ju)庫關聯，方(fang)便(bian)用戶(hu)修改(gai)回路名(ming)稱(cheng)。如下圖所示，變(bian)電(dian)所(suo)內的(de)各(ge)配(pei)電(dian)回路的(de)精確(que)用電(dian)量，用戶(hu)可(ke)以直(zhi)接打印(yin)報(bao)表(biao)，可(ke)以以(yi)EXCEL格式(shi)另(ling)存(cun)到(dao)其(qi)他(ta)位(wei)置(zhi)。 見圖（5）。

圖（5） 電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)

系(xi)統(tong)通(tong)訊結構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)，主(zhu)要(yao)顯示(shi)系統(tong)的(de)組網(wang)結(jie)構(gou)，系(xi)統(tong)采(cai)用分層(ceng)分布(bu)式結(jie)構(gou)，同(tong)時監測(ce)間隔層設(she)備的(de)通(tong)信狀態(tai)。紅色表(biao)示(shi)通(tong)訊正(zheng)常(chang)，綠(lv)色表(biao)示(shi)通(tong)訊故障(zhang)。見圖（6）。

圖(tu)（6）系統(tong)通(tong)訊結構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)

4  結束語(yu)

隨(sui)著社會(hui)的(de)發展(zhan)及電(dian)力(li)的廣(guang)泛(fan)應(ying)用，電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)已成為全國(guo)各(ge)地重點(dian)工程(cheng)項目、標(biao)誌(zhi)性(xing)工(gong)廠/大型公共(gong)設(she)施等(deng)大面積(ji)多(duo)變(bian)電(dian)所(suo)用戶(hu)的(de)必(bi)然選(xuan)擇(ze)，本(ben)文(wen)介紹的(de)Acrel-2000電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)在(zai)住(zhu)友(you)電(dian)工(gong)（常(chang)州）硬質合(he)金(jin)有限公(gong)司項目的(de)應(ying)用，可(ke)以實現(xian)對變(bian)電(dian)所(suo)高(gao)低(di)壓配(pei)電(dian)回路用電(dian)的(de)實時監控(kong)與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理，不(bu)僅(jin)能顯示(shi)回路用電(dian)狀(zhuang)況，還(hai)具有網(wang)絡(luo)通訊功能(neng)，可(ke)以與(yu)串(chuan)口服務器、計算機等組成(cheng)電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)。系(xi)統(tong)實現(xian)對采(cai)集(ji)數據(ju)的分析(xi)、處理，實時顯示(shi)變(bian)電(dian)所(suo)內各(ge)配(pei)電(dian)回路的(de)運(yun)行狀態(tai)，對分合(he)閘(zha)、負(fu)載越限具有彈出報(bao)警對話框及語(yu)音提(ti)示，並生成(cheng)各(ge)種(zhong)電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)、分析(xi)曲線、圖(tu)形(xing)等，便(bian)於電(dian)能(neng)的(de)遠程(cheng)抄(chao)表(biao)以(yi)及分析(xi)、研究(jiu)。該(gai)系統(tong)運(yun)行安全(quan)、可(ke)靠、穩定，為變(bian)電(dian)所(suo)用戶(hu)解決用電(dian)問題(ti)提(ti)供了真實可(ke)靠的(de)依據(ju)，取(qu)得(de)了較(jiao)好的社會(hui)效(xiao)益。［2］

參(can)考文(wen)獻：

[1].任致程(cheng) 周(zhou)中(zhong). 電(dian)力(li)電(dian)測(ce)數字儀表(biao)原理與(yu)應(ying)用指(zhi)南[M]. 北(bei)京(jing). 中(zhong)國(guo)電(dian)力(li)出版(ban)社. 2007. 4

[2].周中等編(bian)著. 智能(neng)電(dian)網(wang)用戶(hu)端(duan)電(dian)力(li)監控(kong)與(yu)電(dian)力(li)監控(kong)系(xi)統(tong)產(chan)品選型及解決方(fang)案(an)[M]. 北(bei)京(jing). 機(ji)械(xie)工業出版(ban)社. 2011.10