新宏博通訊科技有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

韓來發(fā) 楊興媚

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰

　　摘要：本文介紹了基于Acrel-3000電力監(jiān)控電能管理系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)多功能儀表，設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一套分散采集集中管理的自動化配電系統(tǒng)。通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對變配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)、實(shí)時監(jiān)控，避免人工采集數(shù)據(jù)的偏差，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控軟件;網(wǎng)絡(luò)電力儀表;配電自動化監(jiān)測;應(yīng)用

　　0 引言

　　配電自動化，是一項(xiàng)集計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度。

　　隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，用電負(fù)荷的持續(xù)增長，各種新型負(fù)載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關(guān)注電能質(zhì)量問題，同時也對電能質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應(yīng)對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運(yùn)行。

　　本文以新宏博通訊科技有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)為例子，簡單介紹變電站的配電自動化監(jiān)測系統(tǒng)。

　　1 項(xiàng)目簡介

　　蘇州工業(yè)園區(qū)新宏博通訊科技有限公司(以下簡稱新宏博)是一家中外合資企業(yè)，由(中資)蘇州工業(yè)園區(qū)新宏博通訊科技有限公司與(港資)香港潤宏實(shí)業(yè)有限公司投資1200萬成立的合資公司——公司座落在蘇州工業(yè)園區(qū)(三區(qū))蘇勝東路勝港街88號，占地14000平方米，總建筑面積為12767平方米，已建成綜合辦公樓與一期生產(chǎn)車間4000平方米。公司專業(yè)從事通訊行業(yè)安全防范產(chǎn)品研制開發(fā)、生產(chǎn)制造和市場銷售為一體的綜合型企業(yè)。由于新宏博工廠用電量比較大，并且為響應(yīng)國務(wù)院制定的一系列促進(jìn)節(jié)能減排的政策措施，更好的對配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理。因此建立了后臺電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，對配電進(jìn)行智能化管理。

　　變配電系統(tǒng)主要由工廠一樓配電柜和倉庫配電柜進(jìn)行變配電管理，工廠一樓配電柜提供整個新宏博生產(chǎn)所需電力，倉庫配電柜提供新宏博全部辦公及后勤用電。進(jìn)線由外邊開閉所引來，并且監(jiān)控值班室設(shè)置在主樓的三樓監(jiān)控室。因此，為實(shí)現(xiàn)對整個新宏博公司電力系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控及對各區(qū)用電的電能管理，在值班室設(shè)立了監(jiān)控中心，基于ACREL-3000的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)后臺，實(shí)現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控與電能管理。現(xiàn)場共計一個進(jìn)線回路，21個出線回路。其中進(jìn)線回路配置安科瑞的ACR330ELH，實(shí)現(xiàn)對該回路的主要電參量的測量，其中包括三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、頻率、功率因數(shù)、電能的峰平谷電能、電流的2-31次諧波以及斷路器分合狀態(tài)信號等。配電柜出線回路，配置ACR220E電力儀表，ACR220E多功能電表，為嵌入式安裝，可安裝在動力箱或低壓出線柜門板上，面板尺寸為80mm×80mm，規(guī)格為220/380V、5A，電流經(jīng)互感器接入，精度0.5級，廣泛應(yīng)用于高、低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、出線柜、動力柜等場合，帶RS485接口，Modbus通訊協(xié)議，詳細(xì)配置清單如表一所示：表1：

　　2 用戶需求

　　由于本企業(yè)用電量較大，為了響應(yīng)國務(wù)院制定的一系列促進(jìn)節(jié)能減排的政策措施，更好的對配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理，需配置一套電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)，完成對整個企業(yè)主要回路用電狀況的實(shí)時監(jiān)測，并能通過歷史數(shù)據(jù)對企業(yè)內(nèi)部各部門用電情況進(jìn)行分析，以提出有效的節(jié)能整改方案及措施。

　　3 設(shè)計方案

　　3.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

　　GB2887-2000      《計算站場地技術(shù)要求》

　　GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》

　　DL478-2001        《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動裝置通用技術(shù)條件》

　　DL/T400-2010     《繼電器和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

　　DL/T 814-2002    《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

　　DL/T634-2002     《遠(yuǎn)動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

　　DL/T721-2000     《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

　　DL/T770-2001     《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

　　GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

　　GB-14285-2006   《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

　　GBJ232-2002      《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

　　GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

　　GB50171-2006    《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

　　GB/50198-2011   《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

　　GB/T17626.5       《浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》

　　DL/T5003-2005    《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

　　3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　Acrel-3000電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)以監(jiān)控主機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

　　1)站控管理層

      站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級計算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息計算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。 監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。 打印機(jī)：系統(tǒng)召喚打印或自動打印圖形、報表等。 UPS：保證計算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)的正常供電，在整個系統(tǒng)發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行，提供足夠的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。

　　2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

      通訊層設(shè)備為NPORT5232I串口服務(wù)器。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對現(xiàn)場設(shè)備的各種控制命令。 通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的實(shí)時通訊。

　　3)現(xiàn)場設(shè)備層

      現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳采集的數(shù)據(jù)。測量儀表擔(dān)負(fù)著最基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測的數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時傳送至監(jiān)控主機(jī)。

　　3.3 系統(tǒng)功能

　　數(shù)據(jù)采集與管理

　　配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、PT、CT將現(xiàn)場各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài);現(xiàn)場設(shè)備將所采集和處理過的信號經(jīng)屏蔽雙絞線上傳只通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級單元相互獨(dú)立的存在于整個通訊網(wǎng)絡(luò)中，增