安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例

摘要：采用微機(jī)保護(hù)和多功能電力儀表、采集變電所內(nèi)10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

0 概述

攀枝花銀泰城北地塊項(xiàng)目位于攀枝花市仁和區(qū)攀枝花大道南段與云盤(pán)路交叉路口往北約100米(峻嶺天下西側(cè)約50米);現(xiàn)場(chǎng)共有6間配電室，分別為1#高壓配電房及外.空ES低壓配電房、百貨高低壓配電房、內(nèi)商低壓配電房(內(nèi)商ES)配電房、酒店低壓配電房、超市高低壓配電房和16#樓商業(yè)配電室。

其中1#高壓配電房及外.空ES低壓配電房?jī)?nèi)共有19臺(tái)微機(jī)保護(hù)、19塊多功能高壓儀表，148塊多功能低壓儀表，63塊低壓?jiǎn)蜗?a href="http://srfitnesspt.com/tags/電流/" target="_blank">電流表;百貨高低壓配電房?jī)?nèi)共有2塊多功能高壓儀表，62塊多功能低壓儀表，10塊低壓?jiǎn)蜗嚯娏鞅?內(nèi)商低壓配電房(內(nèi)商ES)配電房?jī)?nèi)共有4臺(tái)微機(jī)保護(hù)、5塊多功能高壓儀表，126塊多功能低壓儀表，69塊低壓?jiǎn)蜗嚯娏鞅?酒店低壓配電房?jī)?nèi)共有3臺(tái)微機(jī)保護(hù)、4塊多功能高壓儀表，53塊多功能低壓儀表，3塊低壓?jiǎn)蜗嚯娏鞅?超市高低壓配電房?jī)?nèi)共有3臺(tái)微機(jī)保護(hù)、3塊多功能高壓儀表，54塊多功能低壓儀表，32塊低壓?jiǎn)蜗嚯娏鞅?16#樓商業(yè)配電室內(nèi)共有3臺(tái)微機(jī)保護(hù)、5塊多功能高壓儀表，7塊多功能低壓儀表。

1 需求分析

為保證商場(chǎng)的用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各高低壓配電室的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開(kāi)關(guān)量信號(hào)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢(shì)曲線(xiàn)功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。

數(shù)據(jù)采集

自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有10KV回路微機(jī)保護(hù)及0.4KV回路多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)。

支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集(定時(shí)采集)可配置周期(1分鐘～24小時(shí))。

支持多線(xiàn)程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線(xiàn)圖直觀顯示模式，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見(jiàn)。

數(shù)據(jù)查詢(xún)與展示

方便實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)。

數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權(quán)限管理

不同用戶(hù)賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

系統(tǒng)具備合理完善的用戶(hù)安全控制機(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到合理地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。

故障報(bào)警

故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類(lèi)型包括開(kāi)關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握攀枝花銀泰城北地塊變電所配電回路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

2 系統(tǒng)方案

隨著電力系統(tǒng)正向著高可靠性、高自動(dòng)化、高信息化水平方向迅猛發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控已成為國(guó)內(nèi)外高度重視的關(guān)鍵問(wèn)題，特別是電力系統(tǒng)中起著控制和保護(hù)等重要作用的開(kāi)關(guān)柜的監(jiān)控。智能配電監(jiān)控保護(hù)類(lèi)、監(jiān)測(cè)類(lèi)和防誤閉鎖產(chǎn)品解決方案對(duì)于供配電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，尤其是微機(jī)保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反映設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動(dòng)迅速地、有選擇性地動(dòng)作于斷路器將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無(wú)故障設(shè)備繼續(xù)正常運(yùn)行，將事故限制在很小范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，很大限度地保證向用戶(hù)安全、連續(xù)供電。本文針對(duì)項(xiàng)目中不同保護(hù)對(duì)象提供對(duì)應(yīng)的保護(hù)功能和監(jiān)測(cè)功能，并且通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，配合五防系統(tǒng)能大大提高變電站運(yùn)行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少人值守。

根據(jù)客戶(hù)需求及項(xiàng)目實(shí)際情況，本項(xiàng)目智能化設(shè)計(jì)一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)分為三層架構(gòu)：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、站控層。

設(shè)備層：現(xiàn)場(chǎng)電力系統(tǒng)的測(cè)量控制部分，即微機(jī)保護(hù)裝置、電力儀表等關(guān)鍵設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)層：完成監(jiān)控系統(tǒng)通信所涉及的底層通信鏈路(如 RS485)、通信轉(zhuǎn)換設(shè)備(如通信管理機(jī))以及頂層通信鏈路(如光纖以太網(wǎng)、TCP/IP 網(wǎng)絡(luò))等的總稱(chēng)。這一部分是連接現(xiàn)場(chǎng)層和管理層的紐帶環(huán)節(jié)。

站控層：接受現(xiàn)場(chǎng)采集層上傳的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)，并以數(shù)字、曲線(xiàn)、報(bào)表等形式顯示在屏幕上。便于電力監(jiān)管人員能夠在辦公室通過(guò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)方瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和調(diào)看各種運(yùn)行報(bào)表。

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)攀枝花銀泰城北地塊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，6間變配電所的微機(jī)綜保和多功能儀表采用屏蔽雙絞線(xiàn)分47根總線(xiàn)分別接至當(dāng)前變電所內(nèi)的采集箱的通訊管理機(jī)上，再經(jīng)光纖傳輸至值班的后臺(tái)主機(jī)處,保障了變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

值班室拓?fù)鋱D

1#配電室拓?fù)鋱D

2#配電室拓?fù)鋱D

3#配電室拓?fù)鋱D

4#配電室拓?fù)鋱D

5#配電室拓?fù)鋱D

6#配電室拓?fù)鋱D

1)站控管理層

站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在攀枝花銀泰城北地塊項(xiàng)目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由以總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)及低壓多功能儀表等與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由10KV配電柜上的微機(jī)保護(hù)裝置以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設(shè)備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

微機(jī)保護(hù)裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接微機(jī)保護(hù)數(shù)量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線(xiàn)路連接示意圖

3 系統(tǒng)功能

配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)攀枝花銀泰城北地塊項(xiàng)目變電所內(nèi)所有配電回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜及低壓進(jìn)出線(xiàn)回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率等。

高壓一次圖

低壓一次圖

事件告警記錄功能，主要完成對(duì)查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。

參數(shù)抄表功能，主要對(duì)10KV配電柜及低壓配電各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún)，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。

用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段分回路的電度累計(jì)查詢(xún)，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示，用戶(hù)可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

負(fù)荷曲線(xiàn)界面，可以查詢(xún)各個(gè)回路的歷史功率負(fù)荷曲線(xiàn)。

權(quán)限管理，可以給不同的用戶(hù)設(shè)置不同的權(quán)限，防止越權(quán)操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，商業(yè)建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在攀枝花銀泰城北地塊項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內(nèi)各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進(jìn)出線(xiàn)回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話(huà)框、報(bào)警聲音提示，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了商業(yè)建筑的用電可靠度。
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