吳海英

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

0引言

目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 

該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

本文以北京昆侖飯店為例，探討娛樂場所電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用。

1項目介紹 

昆侖飯店，位于北京朝陽區(qū)新源南路，是我國第一家由中國人自己設計建造和管理的五星級飯店，是由錦江國際管理有限公司管理的具有國際水準的五星級豪華商務型飯店，多年來以其良好的硬件設施、優(yōu)質(zhì)的服務和顯著的經(jīng)濟與社會效益，蜚聲海內(nèi)外酒店服務業(yè)。毗鄰使館區(qū)，周邊有京城大廈寫字樓，中國國際展覽中心，燕莎購物中心，和眾多寫字樓環(huán)繞，高速公路近在咫尺。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2013年3月承接北京昆侖飯店電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實施。

2用戶需求

根據(jù)北京昆侖飯店，得出客戶需求結論如下：

變配電系統(tǒng)主要由地下變電所10KV和0.4KV兩部分進行變配電管理，地下配電室提供整個昆侖飯店的所需電力，為實現(xiàn)對整個昆侖飯店電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控及，在值班室設立了監(jiān)控中心，基于ACREL-2000的電力監(jiān)控系統(tǒng)后臺，實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控。如下圖1所示：

圖1

 3設計方案

本項目要求監(jiān)控地下配電室共監(jiān)控210塊表，分布在2個區(qū)域；低壓部分共180塊儀，高壓部分30塊儀表；高壓部分距離監(jiān)控中心值班室有近兩百米距離，其中多功能表10根總線，微機保護2根總線，共12根總線將儀表接至監(jiān)控中心的16口串口服務器；低壓部分與監(jiān)控中心只一墻之隔，現(xiàn)場儀表通過485總線走地溝接至監(jiān)控中心16口串口服務器。再將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心主機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，處理，顯示，存儲以及上傳和設備的監(jiān)督和控制。

3.1參考標準

  系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

  ISO/IEC11801     《國際綜合布線標準》

  JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設計規(guī)范》

    GB/J63-90     《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

    GB/T13730     《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

    GBJ63-93     《電力裝置電測量儀表裝置設計規(guī)程》

    GB2887     《計算站場地技術要求》

  GB/50198-94         《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》

  GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》

    IEC-61131-3         《圖形可編程標準》

3.2組網(wǎng)結構圖拓撲圖

為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務器，串口服務器經(jīng)網(wǎng)絡交換機進而傳輸至后臺主機實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢，如下圖2所示：

圖2

3.3儀表，通訊線纜，交換機及串口服務器選型

現(xiàn)場設備層設備為188臺電力儀表。這些設備分別根據(jù)設計要求安裝在相應的配電回路上。通過RS-485接口實現(xiàn)與上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表和保護裝置的通訊規(guī)約為Modbus-RTU，通訊管理層由1臺Nport-5630-16串口服務器構成，實際工程中使用了12個485串口，剩下4個串口備用。串口服務器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，通過TCP/IP與站控管理層主機相連，構建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中，與站控管理層設備安裝在一起; 站控管理層設備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機交互功能。

4 系統(tǒng)功能

上位機軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1配電系統(tǒng)一次示意圖：0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯(lián)或發(fā)電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖3所示：

圖3

4.2報表功能：通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關注的是用電量報表，用電量報表用于對租戶進行電費收費計量以及與供電局數(shù)據(jù)核對后進行成本核算，如下4、5所示:

圖4

圖5

4.3事故報警和追憶：電力監(jiān)控系統(tǒng)定義了所有配電回路過負荷及開關量變位實時報警和歷史報警查詢等功能，如下圖6所示，列表中列出報警發(fā)生的時間、回路名稱、回路編號、數(shù)據(jù)點、報警內(nèi)容和報警值等數(shù)據(jù)。

圖6

4.4用戶管理：系統(tǒng)提供完善的用戶權限及口令控制，對重要的操作（如遙控、遙測以及整定值下發(fā)等）設置雙重驗證,如下圖7所示:

圖7

5 運行效果
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，智能電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為娛樂場所必然選擇，Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實時監(jiān)測；通過報警窗口的應用，消除了電氣故障，遠程的遙控操作，使值班人員更加安全，整套工作的實施也更加人性化。

6 結束語

本文以Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡拓撲結構為核心，分析了網(wǎng)絡拓撲結構的選型，以及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能指標。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡電力儀表具有實施簡明、投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設備進行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。同時，根據(jù)建立的電能計量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

最后，雖然Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供的是一套完整的數(shù)據(jù)，具體用到用電管理當中時，還需要人為的對數(shù)據(jù)進行深刻的分析和加工。只有不斷的去運用這套系統(tǒng)，才能從中發(fā)現(xiàn)它更多的益處。