電力監(jiān)控系統(tǒng)在昆山市人民南路交通樞紐城市綜合體商業(yè)中心地塊的應用

安科瑞 鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司

摘要：介紹昆山市人民南路交通樞紐城市綜合體商業(yè)中心地塊，采用綜合保護裝置、多功能儀表、變壓器溫控儀、直流屏，采集配電現場的各種電參量和狀態(tài)信號。系統(tǒng)采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)實現變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：昆山市人民南路交通樞紐城市綜合體商業(yè)中心地塊；10KV變配電所；綜合保護裝置；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0   概述

  該項目是昆山市首例城市綜合體項目，項目用地51775平方米，地上總建筑面積155325平方米， 總建筑面積221325平方米。
  該項目總共有兩路10kV進線，十路10kV出線回路；10kV/0.4kV配電室總共設置處，T1、T2變壓器安裝在1#變配電室內，T3、T4變壓器安裝在2#變配電室內，T5、T6變壓器安裝在3#變配電室內，T7、T8變壓器安裝在4#變配電室內，T9、T10變壓器安裝在冷凍機房變配電室內。10kV及0.4kV變配電站綜保、多功能儀表、溫控儀、直流屏等設備采用RS485總線組網接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主機安裝在10kV變電站值班室。

1  技術標準

本技術規(guī)范書引用的國家和行業(yè)標注如下：

ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》

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

GB50052      《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》

GB50054      《低壓配電設計規(guī)范》

IEC 61587    《電子設備機械結構系列》

GB14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》

GB/3047.1       《面板、架和柜的基本尺寸系列》

GB/T17626.2     《電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗》

DL/T720         《電力系統(tǒng)繼電保護柜、屏通用技術條件》

DL/T 698.1-2009     《第1部分：總則》

DL/T 698.2-2010     《第2部分：主站技術規(guī)范》

DL/T 698.31-2010    《第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010    《第3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

DL/T 698.41-2010    《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》

2  系統(tǒng)方案

  監(jiān)控系統(tǒng)主要實現對昆山市人民南路交通樞紐城市綜合體商業(yè)中心地塊變配電進行用電安全進行監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為10KV商業(yè)開閉所：ACR220ELH儀表12塊，直流屏1臺；10KV商業(yè)1號站：ACR220ELH儀表2塊，變壓器溫控儀2塊，PZ80L-E4/KC儀表82塊，ACR230ELH/K儀表2塊，直流屏1臺；10KV商業(yè)2號站：ACR220ELH儀表2塊，變壓器溫控儀2塊，PZ80L-E4/KC儀表66塊，ACR230ELH/K儀表2塊，直流屏1臺；10KV商業(yè)3號站：ACR220ELH儀表2塊，變壓器溫控儀2塊，PZ80L-E4/KC儀表84塊，ACR230ELH/K儀表2塊，直流屏1臺；10KV商業(yè)4號站：變壓器溫控儀2塊，PZ80L-E4/KC儀表74塊，ACR230ELH/K儀表2塊；10KV商業(yè)制冷站：ACR220ELH儀表2塊，變壓器溫控儀2塊，PZ80L-E4/KC儀表44塊，ACR230ELH/K儀表2塊，直流屏1臺。綜合保護裝置、變壓器溫控儀、多功能儀表、直流屏通過485總線接入本變電所內數據采集器，再經過光纖、網線上傳數據至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現總線上儀表與監(jiān)控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

系統(tǒng)網絡拓撲圖

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，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網絡通訊層

  通訊層主要是由采集器及總線網絡組成。采集器主要功能是監(jiān)測現場智能儀表、綜合保護裝置、變壓器溫控儀、直流屏；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

  現場設備層是數據采集終端，主要由變壓器溫控儀、綜合保護裝置、多功能儀表、直流屏組成，通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網，實現遠程監(jiān)控。

智能儀表現場連接示意

  現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在25只左右，然后將數據上傳至串口服務器，進而將數據上傳至當地監(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

3  系統(tǒng)功能

功能特點

  本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

 主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為最高等級用戶，高一級用戶可添加、刪除下一級別的用戶。

配電監(jiān)測界面

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

 主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態(tài)，彈簧儲能狀態(tài)、手車位置狀態(tài)。

配電監(jiān)測選擇界面

配電監(jiān)測選擇界面

1#變電所進線諧波儀表詳細參數

詳細電參量查詢

   在配電一次圖中，鼠標單擊可查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無功功率、總功率因數、正向有功電能，并可以查看24小時相電流趨勢曲線及7天相電流趨勢曲線。

配電回路詳細信息

通訊狀態(tài)

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

 主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

通訊狀態(tài)圖

電參量報表

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、指定時間或選擇查詢最近更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。

 主要功能：查詢各回路或者設備指定時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

電能報表

  安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

 主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

電能報表功能

電流越限設置

  對配電系統(tǒng)每個回路設計了電流越限設置。便于配電維護人員及時根據現場用電需求變更用電電流設置限值，當發(fā)生電流越限，及時控制回路用電，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。

功率曲線

  在配電曲線圖中，鼠標選擇對應回路，可查詢24小時內和過去7天功率數據。

   功率曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。

功率曲線界面

變壓器溫度

  點擊配電系統(tǒng)圖對應回路上的“變壓器溫度” 。

 可以查看所有變壓器運行溫度狀態(tài)及定時開風機時間。

變壓器溫度界面

報警及事件

實時報警

  實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界限時，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

  通過調節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

4  結束語

  在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在昆山市人民南路交通樞紐城市綜合體商業(yè)中心地塊的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決用電問題提供了真實可靠的依據。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社.