新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房項(xiang)目電力(li)監控系(xi)統的(de)設計(ji)與(yu)應(ying)用(yong)

安(an)科(ke)瑞電氣(qi)股份(fen)有(you)限公司，上海 嘉(jia)定(ding) 201801；

摘(zhai)要：介紹(shao)新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房電力(li)監控系(xi)統，采(cai)用(yong)智能(neng)電力(li)儀(yi)表(biao)采集(ji)配(pei)電現場(chang)的各種電參(can)量(liang)和(he)開關(guan)信號。系(xi)統采用(yong)現場(chang)就地組網的方式，組網後通過現場(chang)總(zong)線通訊(xun)並遠(yuan)傳至(zhi)後臺，通過Acrel-2000Z型(xing)電力(li)監控系(xi)統實(shi)現配(pei)電回(hui)路用(yong)電的(de)實(shi)時(shi)監控和(he)電能(neng)管(guan)理(li)。

 

 

 

       本(ben)項(xiang)目為(wei)新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房電力(li)監控系(xi)統。根據配(pei)電系(xi)統(tong)管(guan)理(li)的要求(qiu)，本項(xiang)目將(jiang)各自變電所(suo)內的(de)低壓(ya)配(pei)進出線回路進行電能(neng)管(guan)理(li)，以(yi)保(bao)證(zheng)用(yong)電的(de)安(an)全(quan)、可(ke)靠和(he)高效(xiao)。

Acrel-2000型(xing)低壓(ya)智能(neng)配(pei)電系(xi)統(tong)，充(chong)分(fen)利(li)用(yong)了現代(dai)電子(zi)技(ji)術(shu)、計(ji)算(suan)機技(ji)術(shu)、網絡技(ji)術(shu)和(he)現場(chang)總(zong)線技術(shu)的新發(fa)展，對(dui)變配(pei)電系(xi)統(tong)進行分(fen)散(san)數據(ju)采(cai)集(ji)和(he)集(ji)中(zhong)監控管(guan)理(li)。對配(pei)電系(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備進行組網，通過計(ji)算(suan)機和(he)通訊(xun)網絡，將(jiang)分(fen)散(san)的配(pei)電所(suo)的現場(chang)設備連接(jie)為壹(yi)個(ge)有(you)機的(de)整(zheng)體(ti)，實(shi)現電網(wang)運(yun)行(xing)的遠(yuan)程監控和(he)集(ji)中(zhong)管理(li)。

       本(ben)監控系(xi)統主(zhu)要實(shi)現新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房配(pei)電系(xi)統(tong)進行用(yong)電監控與(yu)電能(neng)管(guan)理(li)，監控範(fan)圍為36臺(tai)多功(gong)能(neng)電表(biao)，分(fen)2條(tiao)總(zong)線直接(jie)拉(la)至值班(ban)室(shi)采(cai)集(ji)器，後通過協(xie)議(yi)轉(zhuan)換(huan)接入(ru)值班室監控主(zhu)機，從(cong)而實(shi)現總(zong)線上儀(yi)表(biao)與監控主(zhu)機的(de)數(shu)據連通。

       本監控系(xi)統采(cai)用(yong)分(fen)層(ceng)分(fen)布式結構，即(ji)站(zhan)控層(ceng)，通訊(xun)層(ceng)與間隔層(ceng)；

       如圖(tu)（1）所(suo)示：

 

圖(tu)（1）網絡拓(tuo)撲(pu)圖(tu)

 

       間隔設備層(ceng)主要為(wei)：多功(gong)能(neng)網(wang)絡電力(li)儀(yi)表(biao)。這些裝置(zhi)分(fen)別(bie)對(dui)應(ying)相應(ying)的(de)壹次(ci)設(she)備安裝在電氣(qi)櫃(gui)內(nei)，這(zhe)些裝置(zhi)均采用(yong)RS485通訊(xun)接口(kou)，通過現場(chang)MODBUS總(zong)線組網通訊(xun)，實(shi)現數(shu)據現場(chang)采集(ji)。

       網(wang)絡通訊(xun)層(ceng)主要為(wei)：通訊(xun)服務器，其(qi)主(zhu)要功能(neng)為(wei)把分(fen)散(san)在現場(chang)采集(ji)裝置(zhi)集(ji)中(zhong)采集(ji)，同時(shi)遠(yuan)傳至(zhi)站(zhan)控層(ceng)，完(wan)成(cheng)現場(chang)層(ceng)和(he)站(zhan)控層(ceng)之(zhi)間的數(shu)據(ju)交(jiao)互。

       站(zhan)控管(guan)理(li)層(ceng)：設有高(gao)性(xing)能(neng)工(gong)業(ye)計(ji)算(suan)機、顯示(shi)器、UPS電源(yuan)、打印機等(deng)設(she)備。監控系(xi)統安(an)裝在計(ji)算(suan)機上(shang)，集(ji)中(zhong)采集(ji)顯示(shi)現場(chang)設備運行(xing)狀況，以(yi)人機交(jiao)互的(de)形(xing)式顯示(shi)給用(yong)戶(hu)。

       以(yi)上網(wang)絡儀(yi)表(biao)均采用(yong)RS485接口(kou)和(he)MODBUS-RTU通訊(xun)協議(yi)，RS485采用(yong)屏(ping)蔽線傳輸(shu)，壹(yi)般(ban)都采用(yong)二(er)根連線，接線簡單(dan)方便；通訊(xun)接口(kou)是半(ban)雙(shuang)工(gong)通信即(ji)通信的雙(shuang)方都可(ke)以(yi)接收、發送數據(ju)但(dan)是在同壹(yi)時(shi)刻(ke)只能(neng)發(fa)送或接收數據，數據(ju)傳輸(shu)速(su)率為10Mbps。

       RS485接口是采用(yong)平(ping)衡驅(qu)動(dong)器和(he)差分(fen)接(jie)收器的(de)組合，抗噪聲力(li)增強，總(zong)線上允(yun)許(xu)連(lian)接(jie)多達32個(ge)設備，傳輸(shu)距(ju)離(li)為1.2km。

       2.1  數(shu)據采集(ji)與(yu)處理(li)

       數據采集(ji)是配(pei)電監控的(de)基礎(chu)，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)主(zhu)要由底(di)層(ceng)多功(gong)能(neng)網(wang)絡儀(yi)表(biao)采(cai)集(ji)完(wan)成(cheng)，實(shi)現遠(yuan)程數(shu)據(ju)的(de)本地實(shi)時(shi)顯示(shi)。需(xu)要(yao)完(wan)成(cheng)采集(ji)的(de)信號包(bao)括(kuo)：三(san)相電壓(ya)U、三(san)相電流(liu)I、頻率Hz、功率P、功率因數(shu)COSφ、電度Epi、遠(yuan)程設(she)備運行(xing)狀態等(deng)數(shu)據。

       數(shu)據處理(li)主要是把按要求(qiu)采集(ji)到的電參(can)量(liang)實(shi)時(shi)準(zhun)確的顯示(shi)給用(yong)戶(hu)，達到配(pei)電監控的(de)自動(dong)化化(hua)和(he)智能(neng)化(hua)要求(qiu)，同時(shi)把(ba)采集(ji)到的數據存(cun)入(ru)數(shu)據庫(ku)供(gong)用(yong)戶(hu)查詢(xun)。

       2.2  人機交(jiao)互

       系(xi)統(tong)提(ti)供(gong)簡單(dan)、易(yi)用(yong)、良好(hao)的(de)用(yong)戶(hu)使用(yong)界面(mian)。采(cai)用(yong)全中(zhong)文界(jie)面(mian)，CAD圖(tu)形顯示(shi)低壓(ya)配(pei)電系(xi)統(tong)電氣(qi)壹(yi)次(ci)主(zhu)接線圖(tu)，顯示(shi)配(pei)電系(xi)統(tong)設(she)備狀態及(ji)相應(ying)實(shi)時(shi)運(yun)行參(can)數(shu)，畫面(mian)定(ding)時(shi)輪(lun)巡切換；畫(hua)面(mian)實(shi)時(shi)動(dong)態刷新；模(mo)擬(ni)量顯示(shi)；開(kai)關(guan)量顯示(shi)；連(lian)續(xu)記錄顯示(shi)等(deng)。

       2.3  歷史事(shi)件(jian)

       歷史事(shi)件(jian)查看(kan)界面(mian)主(zhu)要(yao)為(wei)用(yong)戶(hu)查看(kan)曾經發生過(guo)的故(gu)障記錄、信號記(ji)錄、操作記錄、越(yue)限記錄提(ti)供(gong)方便友(you)好(hao)的人(ren)機交(jiao)互，通過歷史事(shi)件(jian)查看(kan)平(ping)臺(tai)，您可(ke)以(yi)根據自己的要(yao)求(qiu)和(he)查詢(xun)條件(jian)方便定(ding)位您所(suo)要查看(kan)的歷史事(shi)件(jian)，為您把(ba)握整個系(xi)統(tong)的運(yun)行情況提(ti)供(gong)了良好的軟(ruan)件(jian)支持。

       2.4  數據(ju)庫(ku)建(jian)立(li)與(yu)查詢(xun)

       主要(yao)完(wan)成(cheng)遙測量和(he)遙信量定(ding)時(shi)采(cai)集(ji)，並(bing)且(qie)建(jian)立(li)數(shu)據(ju)庫(ku)，定(ding)期生(sheng)成報表(biao)，以(yi)供(gong)用(yong)戶(hu)查詢(xun)打印。

       2.5  用(yong)戶(hu)權(quan)限管理(li)

       針(zhen)對(dui)不(bu)同級別(bie)的(de)用(yong)戶(hu)，設置(zhi)不(bu)同的(de)權(quan)限組，防(fang)止(zhi)因人(ren)為誤操作給生(sheng)產(chan)，生(sheng)活(huo)帶(dai)來(lai)的(de)損失(shi)，實(shi)現配(pei)電系(xi)統(tong)的(de)安全，可(ke)靠運(yun)行(xing)。可(ke)以(yi)通過用(yong)戶(hu)管理(li)進行用(yong)戶(hu)登錄、用(yong)戶(hu)註銷、修改(gai)密碼、添加(jia)刪除(chu)等(deng)操作，方便用(yong)戶(hu)對賬(zhang)號(hao)和(he)權(quan)限的修改(gai)。

       2.6  運行負(fu)荷曲線

       負荷趨(qu)勢曲線功能(neng)主(zhu)要負責(ze)定(ding)時(shi)采(cai)集(ji)進線及重(zhong)要(yao)回路電流(liu)和(he)功率負荷參(can)量(liang)，自動(dong)生成(cheng)運行負荷趨(qu)勢曲線的，方便用(yong)戶(hu)及時(shi)了解設備的運(yun)行負(fu)荷狀況。點擊(ji)畫(hua)面(mian)相應(ying)按鈕(niu)或菜(cai)單(dan)項(xiang)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)相應(ying)功(gong)能(neng)的(de)切換；可(ke)以(yi)查看(kan)實(shi)時(shi)趨(qu)勢曲線或歷史趨(qu)勢線；對所(suo)選曲(qu)線可(ke)以(yi)進行平(ping)移(yi)、縮(suo)放、量(liang)程(cheng)變換等(deng)操(cao)作，幫助(zhu)用(yong)戶(hu)進線趨(qu)

勢分(fen)析(xi)和(he)故障追(zhui)憶，為分(fen)析(xi)整個(ge)系(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況提(ti)供(gong)了直觀(guan)而方便的(de)軟(ruan)件(jian)支持。

       2.7  遠(yuan)程報(bao)表(biao)查詢(xun)

       報表(biao)管(guan)理(li)程序的主(zhu)要功(gong)能(neng)是根據用(yong)戶(hu)的需(xu)要(yao)設(she)計(ji)報(bao)表(biao)樣(yang)式，把系(xi)統(tong)中(zhong)處理(li)的數據經過篩選(xuan)、組合和(he)統計(ji)生(sheng)成(cheng)用(yong)戶(hu)需(xu)要(yao)的(de)報表(biao)數據。本(ben)程(cheng)序還可(ke)以(yi)根據用(yong)戶(hu)的需(xu)要(yao)對(dui)報表(biao)文件(jian)采用(yong)定(ding)時(shi)保(bao)存(cun)、打印或者召喚保(bao)存(cun)、打印模(mo)式。同時(shi)本(ben)程序還向用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)了對生成的(de)報(bao)表(biao)文件(jian)管理(li)功能(neng)。

       報(bao)表具(ju)有自由設置(zhi)查詢(xun)時(shi)間實(shi)現日、月(yue)、年(nian)的電能(neng)統(tong)計(ji)，數(shu)據(ju)導(dao)出和(he)報表打印等(deng)功能(neng)。

      新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房系(xi)統根據使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)不(bu)同分(fen)為(wei)兩個獨立的變電所(suo)，本項(xiang)目針(zhen)對(dui)這(zhe)變電所(suo)的0.4kV配(pei)電系(xi)統(tong)進行電能(neng)管(guan)理(li)，根據變電所(suo)的監控，完(wan)成(cheng)變電所(suo)的運(yun)行(xing)管(guan)理(li)，以(yi)及對(dui)於(yu)整個(ge)建(jian)築(zhu)耗(hao)能(neng)的(de)全掌控。

      配(pei)電所(suo)主要(yao)耗(hao)能(neng)回(hui)路采用(yong)多功(gong)能(neng)電表(biao)，我(wo)司也有相應(ying)型(xing)號儀(yi)表，PZ系(xi)列(lie)多功(gong)能(neng)儀(yi)表，其是針(zhen)對(dui)電力(li)系(xi)統(tong)、工(gong)礦企(qi)業(ye)、公(gong)共設施(shi)、智能(neng)大(da)廈的電力(li)監控需(xu)求(qiu)而設計(ji)的(de)網(wang)絡電力(li)儀(yi)表(biao)，它能(neng)測量所(suo)有常(chang)規(gui)電力(li)參(can)數(shu)，如：三(san)相電壓(ya)、電流(liu)、有功功(gong)率、無(wu)功功(gong)率、功率因數(shu)、頻率、有功電度、無(wu)功電度等多種(zhong)電參(can)量(liang)。並且(qie)本(ben)儀(yi)表帶(dai)有2路光電隔離開(kai)關(guan)量輸(shu)入(ru)接(jie)點(dian)，這些接點(dian)可(ke)以(yi)配(pei)合智能(neng)斷路器實(shi)現斷路器的(de)遙信操作。該系列(lie)網絡電力(li)儀(yi)表(biao)主要應(ying)用(yong)於(yu)變電站(zhan)自動(dong)化、配(pei)電網(wang)自動(dong)化、小(xiao)區電力(li)監控、工(gong)業(ye)自動(dong)化、能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)系統及智能(neng)建(jian)築(zhu)等(deng)領(ling)域(yu)。

     低壓(ya)配(pei)電二(er)次(ci)圖(tu)見圖(tu)（2）兩邊系統(tong)功能(neng)均壹致(zhi)，功能(neng)有(you)電量(liang)遙測主要監測運行設備的電參(can)量(liang)，其中(zhong)包括(kuo)：線三(san)相電壓(ya)，電流(liu)，功率，功率因數(shu)，電能(neng)，頻(pin)率等電參(can)量(liang)及配(pei)出回(hui)路的三(san)相電流(liu)；遙信功能(neng)實(shi)現顯示(shi)現場(chang)設備的運(yun)行狀(zhuang)態，主(zhu)要(yao)包括(kuo)：開關(guan)的分(fen)、合閘運行狀(zhuang)態和(he)通訊(xun)故障(zhang)報警(jing)；斷路器變位時(shi)會(hui)發出報警(jing)信號，提(ti)醒用(yong)戶(hu)及時(shi)處理(li)故障。

  

圖(tu)（2）低壓(ya)配(pei)電二(er)次(ci)圖(tu)

 

       遙信和(he)遙測報警(jing)功(gong)能(neng)，主(zhu)要完(wan)成(cheng)對低壓(ya)各出(chu)線回路的開(kai)關(guan)運行(xing)狀態和(he)負載(zai)進線監控，對(dui)開關(guan)變位和(he)負載(zai)越(yue)限彈(dan)出(chu)報(bao)警(jing)界(jie)面(mian)指(zhi)示(shi)具(ju)體(ti)的報(bao)警(jing)位(wei)置並聲音報(bao)警(jing)，提(ti)醒值(zhi)班人員(yuan)及(ji)時(shi)處理(li)。負載(zai)越(yue)限值在相應(ying)權(quan)限下可(ke)自由設置(zhi)。具(ju)備歷史查詢(xun)功能(neng)。見圖(tu)（3）。

 

圖(tu)（3） 實(shi)時(shi)遙信報警(jing)和(he)歷史遙測報警(jing)信息(xi)查詢(xun)

 

      參(can)數(shu)抄表功能(neng)，主(zhu)要對低壓(ya)各出(chu)線回路的電參(can)數(shu)進線查詢(xun)。支持任意時(shi)刻(ke)電參(can)數(shu)查詢(xun)，具(ju)備數據(ju)導(dao)出和(he)報表打印等(deng)功能(neng)。該(gai)報表查詢(xun)供(gong)變電所(suo)4臺變壓(ya)器出(chu)線各低壓(ya)回路的電參(can)數(shu)，主要包括(kuo)：三(san)相電流(liu)、有功功(gong)率和(he)有功電度及變壓(ya)器溫度。該報(bao)表各(ge)回(hui)路名(ming)稱(cheng)和(he)數據庫(ku)關(guan)聯，方便用(yong)戶(hu)修改(gai)回路名(ming)稱(cheng)。見圖(tu)（4）。

 

                    圖(tu)（4） 參(can)數(shu)抄表

 

       用(yong)電量(liang)報(bao)表(biao)功能(neng)，可(ke)選擇(ze)時(shi)間段進行查詢(xun)，支持任意時(shi)間段電度累計(ji)查詢(xun)，具(ju)備數據(ju)導(dao)出和(he)報表打印等(deng)功能(neng)。為(wei)值班人員(yuan)提(ti)供(gong)了準(zhun)確可(ke)靠的(de)電能(neng)報(bao)表。該報表(biao)各(ge)回(hui)路名(ming)稱(cheng)和(he)數據庫(ku)關(guan)聯，方便用(yong)戶(hu)修改(gai)回路名(ming)稱(cheng)。如下圖(tu)所(suo)示，變電所(suo)內的(de)各(ge)配(pei)電回(hui)路的準(zhun)確用(yong)電量(liang)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直接(jie)打印報(bao)表，可(ke)以(yi)以(yi)EXCEL格式另存(cun)到其他位置(zhi)。 見圖(tu)（5）。

 

圖(tu)（5） 電能(neng)報(bao)表

 

       系統通訊(xun)結構示(shi)意圖(tu)，主要(yao)顯示(shi)系(xi)統的組網結構，系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)分(fen)層(ceng)分(fen)布式結構，同時(shi)監測間隔層(ceng)設備的通信狀態。紅(hong)色(se)表示(shi)通訊(xun)正常(chang)，綠色表示通訊(xun)故障(zhang)。見圖(tu)（6）。

 

圖(tu)（6）系統(tong)通訊(xun)結構示(shi)意圖(tu)

 

      隨(sui)著社(she)會的發展及電力(li)的(de)廣(guang)泛應(ying)用(yong)，電力(li)監控系(xi)統已成為(wei)全(quan)國各地(di)重點工(gong)程項(xiang)目、標(biao)誌(zhi)性(xing)建(jian)築(zhu)/大(da)型(xing)公共(gong)設施(shi)等(deng)大面(mian)積(ji)多變電所(suo)用(yong)戶(hu)的必(bi)然選擇(ze)，本文(wen)介紹(shao)的Acrel-2000電力(li)監控系(xi)統在新疆(jiang)巴州(zhou)尉梨(li)縣(xian)配(pei)電房的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現對(dui)變電所(suo)高低壓(ya)配(pei)電回(hui)路用(yong)電的(de)實(shi)時(shi)監控與(yu)電能(neng)管(guan)理(li)，不僅能(neng)顯示(shi)回(hui)路用(yong)電狀(zhuang)況，還具(ju)有網(wang)絡通訊(xun)功能(neng)，可(ke)以(yi)與串(chuan)口(kou)服務器、計(ji)算(suan)機等(deng)組成電力(li)監控系(xi)統。系(xi)統實(shi)現對(dui)采集(ji)數(shu)據的分(fen)析(xi)、處理(li)，實(shi)時(shi)顯示(shi)變電所(suo)內各(ge)配(pei)電回(hui)路的運(yun)行狀態，對(dui)分(fen)合閘、負載(zai)越(yue)限具(ju)有彈(dan)出(chu)報(bao)警(jing)對(dui)話框及語(yu)音提(ti)示，並(bing)生(sheng)成(cheng)各種電能(neng)報(bao)表、分(fen)析(xi)曲線、圖(tu)形等(deng)，便(bian)於(yu)電能(neng)的(de)遠(yuan)程抄(chao)表(biao)以(yi)及分(fen)析(xi)、研究。該系統(tong)運行安全(quan)、可(ke)靠、穩(wen)定(ding)，為變電所(suo)用(yong)戶(hu)解決(jue)用(yong)電問題提(ti)供(gong)了真(zhen)實(shi)可(ke)靠的(de)依(yi)據，取(qu)得(de)了較好的(de)社會(hui)效(xiao)益(yi)。［2］

 

[1].任致(zhi)程 周中(zhong). 電力(li)電測數字儀表原(yuan)理(li)與應(ying)用(yong)指南(nan)[M]. 北京(jing). 中(zhong)國電力(li)出(chu)版(ban)社. 2007. 4

[2].周中(zhong)等編(bian)著. 智能(neng)電網(wang)用(yong)戶(hu)端(duan)電力(li)監控與(yu)電力(li)監控系(xi)統產(chan)品(pin)選(xuan)型(xing)及解(jie)決方案(an)[M]. 北(bei)京(jing). 機械(xie)工(gong)業(ye)出(chu)版社. 2011.10