中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)張家(jia)港(gang)有限公(gong)司10kV變電所(suo)工(gong)程(cheng)電力(li)監控系(xi)統的(de)設(she)計(ji)和(he)應(ying)用

 楊(yang)雲(雲)

安(an)科瑞電氣(qi)股份(fen)有限公(gong)司，上(shang)海 嘉定(ding) 201801；

摘要：介(jie)紹(shao)中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變電所(suo)工(gong)程(cheng)電力(li)監控系(xi)統，采(cai)用智(zhi)能(neng)電力(li)儀表采(cai)集配(pei)電現(xian)場的(de)各(ge)種(zhong)電參(can)量和(he)開關(guan)信(xin)號(hao)。系(xi)統采(cai)用現(xian)場就地組網(wang)的(de)方式(shi)，組網(wang)後(hou)通過現(xian)場總線(xian)通訊(xun)並(bing)遠傳(chuan)至(zhi)後(hou)臺，通(tong)過(guo)Acrel-2000型(xing)電力(li)監控系(xi)統實現(xian)配(pei)電回(hui)路用電的(de)實時(shi)監控和(he)管理。

關(guan)鍵詞(ci)：智(zhi)能(neng)電力(li)儀表;Acrel-2000型(xing)；電力(li)監控系(xi)統

  概述 

本(ben)項(xiang)目(mu)為(wei)中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變(bian)電所(suo)工(gong)程(cheng)電力(li)監控系(xi)統。根(gen)據配(pei)電系(xi)統管理的(de)要求，需要對中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變(bian)電所(suo)的(de)進(jin)出線回(hui)路進行(xing)電力(li)監控和(he)管理，以(yi)保(bao)證用電的(de)安(an)全、可(ke)靠(kao)和高(gao)效。

Acrel-2000型(xing)電力(li)監控系(xi)統充分利(li)用了現(xian)代(dai)電子(zi)技(ji)術(shu)、計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)、網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)現(xian)場總線(xian)技(ji)術(shu)的(de)新(xin)發展(zhan)，對變(bian)配(pei)電系(xi)統進行(xing)分散(san)數據(ju)采(cai)集和(he)集中(zhong)監控管理。對(dui)配電系(xi)統的(de)二(er)次設備(bei)進(jin)行(xing)組網(wang)，通過計(ji)算(suan)機(ji)和(he)通(tong)訊網絡，將分散(san)的(de)配(pei)電所(suo)的(de)現(xian)場設備(bei)連(lian)接(jie)為壹個有機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)，實現(xian)電網(wang)運行(xing)的(de)遠程(cheng)監控和集中(zhong)管理。

1  系(xi)統結構(gou)描(miao)述

本(ben)監控系(xi)統主(zhu)要實現(xian)中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變(bian)電所(suo)的(de)配(pei)電系(xi)統進行(xing)用電監控與管理；監控範圍為(wei)高(gao)低(di)壓(ya)進出(chu)線櫃進(jin)行(xing)遠程(cheng)實時(shi)監控和管理。該(gai)系(xi)統總計(ji)有8臺(tai)安(an)科瑞AM3系(xi)列綜(zong)保(bao)、34臺(tai)安(an)科瑞AMC系(xi)列儀(yi)表、1臺(tai)安(an)科瑞ATC400、4臺(tai)變壓器(qi)溫控(kong)。儀(yi)表直(zhi)接(jie)拉(la)至(zhi)通(tong)訊管理機(ji)，至(zhi)後(hou)臺主(zhu)機，實現(xian)儀(yi)表與(yu)監控主(zhu)機的(de)數(shu)據連通(tong)。

本(ben)監控系(xi)統采(cai)用分層(ceng)分布式(shi)結構(gou)，即(ji)站(zhan)控層(ceng)，通訊(xun)層(ceng)與間隔層(ceng)；

如(ru)圖（1）所(suo)示(shi)：

圖(tu)（1）網絡拓(tuo)撲圖(tu)間隔設備(bei)層(ceng)主(zhu)要為：多(duo)功能(neng)網絡(luo)電力(li)儀表。這(zhe)些(xie)裝置分別對(dui)應(ying)相應的(de)壹次設(she)備(bei)安(an)裝在電氣(qi)櫃內(nei)，這(zhe)些(xie)裝置均采(cai)用RS485通(tong)訊接(jie)口，通(tong)過(guo)現(xian)場MODBUS總(zong)線組網通(tong)訊(xun)，實現(xian)數(shu)據(ju)現(xian)場采(cai)集。

網(wang)絡通訊層(ceng)主(zhu)要為：通(tong)訊管理機(ji)，其(qi)主(zhu)要功能(neng)為把分散(san)在現場采(cai)集裝(zhuang)置集中(zhong)采(cai)集，同時(shi)遠傳(chuan)至(zhi)站(zhan)控層(ceng)，完(wan)成(cheng)現場層(ceng)和站(zhan)控層(ceng)之(zhi)間的(de)數(shu)據交互。

站(zhan)控管理層(ceng)：設有高(gao)性(xing)能(neng)主(zhu)機、打(da)印機等設(she)備(bei)。監控系(xi)統安(an)裝在主(zhu)機(ji)上(shang)，集(ji)中(zhong)采(cai)集顯(xian)示(shi)現(xian)場設備(bei)運(yun)行(xing)狀況(kuang)，以(yi)人(ren)機交(jiao)互的(de)形(xing)式(shi)顯(xian)示(shi)給(gei)用戶(hu)。

以(yi)上(shang)網(wang)絡儀(yi)表均(jun)采(cai)用RS485接(jie)口和(he)MODBUS-RTU通(tong)訊協議(yi)，RS485采(cai)用屏蔽(bi)線傳(chuan)輸(shu)，壹般都采(cai)用二(er)根(gen)連線(xian)，接(jie)線簡單(dan)方便(bian)；通(tong)訊(xun)接(jie)口是(shi)半雙工通(tong)信(xin)即(ji)通(tong)信(xin)的(de)雙(shuang)方都可(ke)以接(jie)收、發(fa)送(song)數(shu)據但(dan)是(shi)在同壹時刻(ke)只能(neng)發送(song)或接(jie)收數(shu)據(ju)，數(shu)據高(gao)傳輸(shu)速(su)率(lv)為10Mbps。

RS485接(jie)口是(shi)采(cai)用平衡驅動(dong)器(qi)和差(cha)分接(jie)收器(qi)的(de)組(zu)合，總(zong)線上(shang)允許連(lian)接(jie)多達30個(ge)設(she)備(bei)，大(da)傳輸(shu)距(ju)離(li)為(wei)1km。

2  電力(li)監控系(xi)統主(zhu)要功能(neng)

2.1  數(shu)據采(cai)集與(yu)處理

數(shu)據采(cai)集是(shi)配電監控的(de)基(ji)礎，數據(ju)采(cai)集主(zhu)要由底(di)層(ceng)多功(gong)能(neng)網絡(luo)儀(yi)表采(cai)集完(wan)成(cheng)，實現(xian)遠程(cheng)數(shu)據的(de)本(ben)地實時(shi)顯(xian)示(shi)。需要完(wan)成(cheng)采(cai)集的(de)信(xin)號(hao)包括：三(san)相(xiang)電壓(ya)U、三(san)相(xiang)電流I、頻(pin)率(lv)Hz、功(gong)率(lv)P、功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)COSφ、電度(du)Epi、遠程(cheng)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)狀態(tai)等數(shu)據(ju)。

數(shu)據處理主(zhu)要是把按要求采(cai)集到(dao)的(de)電參(can)量實時(shi)準(zhun)確的(de)顯(xian)示(shi)給(gei)用戶(hu)，達到配電監控的(de)自(zi)動(dong)化(hua)化和智(zhi)能(neng)化要求，同時(shi)把采(cai)集到(dao)的(de)數(shu)據存(cun)入數據庫供(gong)用戶(hu)查(zha)詢(xun)。

2.2  人(ren)機交(jiao)互

系(xi)統提供(gong)簡單(dan)、易(yi)用、良(liang)好(hao)的(de)用戶(hu)使用界(jie)面(mian)。采(cai)用全中(zhong)文界(jie)面(mian)，顯(xian)示(shi)低(di)壓(ya)配電系(xi)統電氣(qi)壹次主(zhu)接(jie)線圖(tu)，顯(xian)示(shi)配(pei)電系(xi)統設備(bei)狀態(tai)及(ji)相應實時(shi)運(yun)行(xing)參數(shu)，畫面定(ding)時輪巡切(qie)換(huan)；畫面(mian)實時(shi)動(dong)態(tai)刷(shua)新；模(mo)擬量(liang)顯(xian)示(shi)；開(kai)關(guan)量顯(xian)示(shi)；連(lian)續(xu)記錄(lu)顯(xian)示(shi)等。

2.3  歷(li)史事(shi)件(jian)

歷(li)史事(shi)件(jian)查(zha)看(kan)界(jie)面(mian)主(zhu)要為用戶(hu)查(zha)看(kan)曾經(jing)發生過(guo)的(de)故(gu)障記錄(lu)、信(xin)號(hao)記錄(lu)、操(cao)作記錄(lu)、越(yue)限記錄(lu)提供(gong)方便(bian)友(you)好(hao)的(de)人(ren)機交(jiao)互，通(tong)過(guo)歷史(shi)事(shi)件(jian)查(zha)看(kan)平臺(tai)，您(nin)可(ke)以根(gen)據自(zi)己(ji)的(de)要求和(he)查(zha)詢(xun)條(tiao)件(jian)方便(bian)定(ding)位您(nin)所(suo)要查(zha)看(kan)的(de)歷(li)史事(shi)件(jian)，為(wei)您(nin)把握整(zheng)個系(xi)統的(de)運(yun)行(xing)情況(kuang)提(ti)供了良(liang)好(hao)的(de)軟(ruan)件(jian)支持。

2.4  數(shu)據庫建立(li)與(yu)查(zha)詢(xun)

主(zhu)要完(wan)成(cheng)遙測(ce)量和(he)遙信(xin)量(liang)定(ding)時采(cai)集，並(bing)且建立數據庫(ku)，定(ding)期(qi)生(sheng)成(cheng)報表，以(yi)供(gong)用戶(hu)查(zha)詢(xun)打印。

2.5  用戶(hu)權限管理

針(zhen)對不同級別(bie)的(de)用戶(hu)，設(she)置不同的(de)權限組(zu)，防止(zhi)因(yin)人(ren)為誤(wu)操(cao)作給(gei)生產，生活(huo)帶(dai)來的(de)損(sun)失(shi)，實現(xian)配(pei)電系(xi)統的(de)安(an)全，可(ke)靠(kao)運行(xing)。可(ke)以通(tong)過(guo)用戶(hu)管理進(jin)行(xing)用戶(hu)登(deng)錄(lu)、用戶(hu)註(zhu)銷(xiao)、修(xiu)改密(mi)碼、添加刪除(chu)等操(cao)作，方便(bian)用戶(hu)對(dui)賬號(hao)和(he)權限的(de)修(xiu)改。

2.6  報(bao)表查(zha)詢(xun)

報(bao)表管理程(cheng)序(xu)的(de)主(zhu)要功能(neng)是根(gen)據用戶(hu)的(de)需要設計(ji)報(bao)表樣(yang)式(shi)，把系(xi)統中(zhong)處理的(de)數(shu)據經(jing)過篩(shai)選(xuan)、組(zu)合(he)和統計(ji)生(sheng)成(cheng)用戶(hu)需要的(de)報(bao)表數(shu)據(ju)。本程(cheng)序(xu)還(hai)可(ke)以根(gen)據用戶(hu)的(de)需要對報(bao)表文件(jian)采(cai)用定(ding)時保(bao)存(cun)、打印(yin)。同時(shi)本程序(xu)還(hai)向用戶(hu)提(ti)供了對(dui)生(sheng)成(cheng)的(de)報(bao)表文件(jian)管理功(gong)能(neng)。

報(bao)表具有自(zi)由設(she)置查(zha)詢(xun)時間實現(xian)日(ri)、月、年的(de)電能(neng)統計(ji)，數(shu)據(ju)導(dao)出(chu)和報表打(da)印(yin)等功(gong)能(neng)。

3  案例分析(xi)

中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變電所(suo)工(gong)程(cheng)電力(li)監控系(xi)統包(bao)含變(bian)電所(suo)電表，對(dui)變電所(suo)的(de)高(gao)低(di)壓(ya)配電回(hui)路進行(xing)遠程(cheng)實時(shi)監控和管理。

變(bian)電所(suo)采(cai)用的(de)多(duo)功能(neng)儀表，其(qi)是(shi)針(zhen)對電力(li)系(xi)統、工礦(kuang)企(qi)業(ye)、公(gong)共(gong)設(she)施、智(zhi)能(neng)大廈(sha)的(de)電力(li)監控需求而設計(ji)的(de)網(wang)絡電力(li)儀表，它(ta)能(neng)測(ce)量常(chang)規(gui)電力(li)參數(shu)，如：三(san)相(xiang)電壓(ya)、電流、有功(gong)功(gong)率(lv)、無功功率(lv)、功率(lv)因(yin)數(shu)、頻(pin)率(lv)、有功(gong)電度(du)、無功(gong)電度(du)等多(duo)種(zhong)電參(can)量。該(gai)系(xi)列網(wang)絡電力(li)儀表主(zhu)要應用於(yu)變電站(zhan)自動(dong)化(hua)、配電網(wang)自動(dong)化(hua)、小區電力(li)監控、工業自(zi)動(dong)化(hua)及智(zhi)能(neng)建築(zhu)等領(ling)域(yu)。

低(di)壓(ya)配電壹次(ci)圖見(jian)圖(tu)（2），遙測(ce)功(gong)能(neng)主(zhu)要監測(ce)運行(xing)設備(bei)的(de)電參(can)量，其(qi)中(zhong)包(bao)括：三(san)相(xiang)電壓(ya)，電流，功率(lv)，功率(lv)因(yin)數(shu)和(he)電量(liang)等電參(can)量；遙信(xin)功(gong)能(neng)實現(xian)顯(xian)示(shi)現(xian)場設備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀態(tai)，主(zhu)要包括：開關的(de)分、合閘運(yun)行(xing)狀態(tai)和(he)通訊故(gu)障報(bao)警。  

圖(tu)（2）低(di)壓(ya)配電壹次圖(tu)

遙信(xin)和(he)遙測(ce)報警功能(neng)，主(zhu)要完(wan)成(cheng)對低(di)壓(ya)各(ge)出線(xian)回(hui)路的(de)開(kai)關運行(xing)狀態(tai)監控，對開關(guan)變(bian)位彈(dan)出報(bao)警界(jie)面(mian)，指(zhi)示(shi)具體(ti)的(de)報(bao)警位置並聲音報警，提醒值(zhi)班(ban)人(ren)員及(ji)時(shi)處理。具備(bei)歷(li)史查(zha)詢(xun)功能(neng)。

曲(qu)線(xian)分析(xi)功(gong)能(neng)見(jian)圖(tu)（3）：可(ke)以曲(qu)線(xian)形(xing)式(shi)展(zhan)示實時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)和歷史(shi)數(shu)據庫中(zhong)的(de)模(mo)擬量(liang)，以(yi)便(bian)分析(xi)其(qi)當前(qian)運行(xing)狀態(tai)及(ji)有關(guan)歷(li)史趨(qu)勢(shi)

圖(tu)（3） 負(fu)荷(he)曲(qu)線(xian)

電參(can)量報(bao)表功(gong)能(neng)，主(zhu)要對高(gao)壓(ya)各(ge)回(hui)路的(de)電參(can)數進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)。支持任(ren)意時(shi)刻電參(can)數查(zha)詢(xun)，具備(bei)數(shu)據導出和(he)報表打(da)印(yin)等功(gong)能(neng)。該(gai)報表查(zha)詢(xun)高(gao)壓各(ge)回(hui)路的(de)電參(can)數，主(zhu)要包括：三(san)相(xiang)線(xian)電壓(ya)、電流、功率(lv)因(yin)數(shu)、有功(gong)功(gong)率(lv)和有功(gong)電度(du)。該報(bao)表各(ge)回(hui)路名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據庫關聯，方便(bian)用戶(hu)修(xiu)改回(hui)路名(ming)稱(cheng)。見(jian)圖(tu)（4）。

 圖(tu)（4） 電參(can)量報表

電能(neng)報(bao)表功(gong)能(neng)，可(ke)選擇時間段進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)，支持任(ren)意時(shi)間段電度(du)累(lei)計(ji)查(zha)詢(xun)，具備(bei)數(shu)據導出和(he)報表打(da)印(yin)等功(gong)能(neng)。為值(zhi)班(ban)人(ren)員提(ti)供(gong)了精確可(ke)靠(kao)的(de)電能(neng)報表。該(gai)報(bao)表各(ge)回(hui)路名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據庫關聯，方便(bian)用戶(hu)修(xiu)改回(hui)路名(ming)稱(cheng)。用戶(hu)可(ke)以直(zhi)接(jie)打印(yin)報(bao)表，可(ke)以以(yi)EXCEL格(ge)式(shi)另(ling)存(cun)到其(qi)他位置。 見(jian)圖(tu)（5）。

圖(tu)（5） 電能(neng)報表

系(xi)統通訊(xun)結(jie)構示意(yi)圖，主(zhu)要顯(xian)示(shi)系(xi)統的(de)組(zu)網結構(gou)，系(xi)統采(cai)用分層(ceng)分布式(shi)結構(gou)，同時(shi)監測(ce)間隔層(ceng)設備(bei)的(de)通(tong)信(xin)狀態(tai)。紅色(se)表示(shi)通(tong)訊正(zheng)常(chang)，綠色(se)表示(shi)通(tong)訊故(gu)障。見(jian)圖(tu)（6）。

圖(tu)（6）系(xi)統通訊(xun)結(jie)構示意(yi)圖

4  結(jie)束語

隨(sui)著社(she)會(hui)的(de)發(fa)展(zhan)及電力(li)的(de)廣(guang)泛應用，電力(li)監控系(xi)統已成(cheng)為全國各(ge)地重點工程(cheng)項(xiang)目(mu)、標(biao)誌(zhi)性(xing)建(jian)築(zhu)/大(da)型(xing)公(gong)共設施等大(da)面(mian)積(ji)多變電所(suo)用戶(hu)的(de)必(bi)然(ran)選擇，本文介(jie)紹(shao)的(de)Acrel-2000電力(li)監控系(xi)統在中(zhong)鑫(xin)汽配(pei)（張家(jia)港(gang)）有限公(gong)司10kV變(bian)電所(suo)項(xiang)目(mu)的(de)應(ying)用，可(ke)以實現(xian)對(dui)變(bian)電所(suo)高(gao)壓(ya)配電回(hui)路用電的(de)實時(shi)監控與管理，不僅(jin)能(neng)顯(xian)示(shi)回(hui)路用電狀況(kuang)，還(hai)具有網(wang)絡(luo)通訊(xun)功能(neng)，可(ke)以與(yu)通(tong)訊管理機(ji)、計(ji)算(suan)機(ji)等組(zu)成(cheng)電力(li)監控系(xi)統。系(xi)統實現(xian)對(dui)采(cai)集數(shu)據的(de)分析(xi)、處理，實時(shi)顯(xian)示(shi)變(bian)電所(suo)內(nei)各(ge)配電回(hui)路的(de)運(yun)行(xing)狀態(tai)，對(dui)分合閘彈(dan)出報(bao)警對話(hua)框，並生成(cheng)各(ge)種(zhong)報(bao)表、分析(xi)曲(qu)線(xian)、圖(tu)形(xing)等，便(bian)於(yu)電能(neng)的(de)遠程(cheng)抄(chao)表以(yi)及(ji)分析(xi)、研(yan)究。該系(xi)統運行(xing)安(an)全、可(ke)靠(kao)、穩(wen)定(ding)，為變(bian)電所(suo)用戶(hu)解(jie)決用電問題(ti)提(ti)供了真(zhen)實可(ke)靠(kao)的(de)依據(ju)，取(qu)得了較(jiao)好(hao)的(de)社(she)會(hui)效益。［2］

參(can)考文獻：

[1].任(ren)致程(cheng) 周(zhou)中(zhong). 電力(li)電測(ce)數字(zi)儀表原(yuan)理與(yu)應用指(zhi)南[M]. 北(bei)京. 中(zhong)國(guo)電力(li)出版(ban)社(she). 2007. 4

[2].周(zhou)中(zhong)等編(bian)著. 智(zhi)能(neng)電網(wang)用戶(hu)端(duan)電力(li)監控與電能(neng)管理系(xi)統產品選(xuan)型(xing)及(ji)解決方案[M]. 北(bei)京. 機(ji)械(xie)工業(ye)出版(ban)社(she). 2011.10