安科瑞 唐瀟倩

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：介紹崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運(yùn)動(dòng)居住社區(qū)4號(hào)地塊（凱悅），采用智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：崇明省陳家鎮(zhèn);10KV變電所;0.4KV變電所；智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)

0 概述

崇明島地處長(zhǎng)江口，是*三大島，素來被譽(yù)為“長(zhǎng)江門戶，東海瀛洲"，也是世界上大的河口沖積島和沙島。由世界500強(qiáng)中化集團(tuán)旗下方興地產(chǎn)與世界的管理集團(tuán)凱悅集團(tuán)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手建設(shè)的崇明金茂凱悅，位于上海崇明島中國(guó)國(guó)家地質(zhì)公園東灘濕地項(xiàng)目?jī)?nèi)，占地約5萬平方米，總建筑面積約18萬平方米。由美國(guó)JWDA建筑師事務(wù)所、WILSON和貝爾高林分別擔(dān)綱建筑設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)和景觀設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)。

崇明金茂凱悅以現(xiàn)代中式風(fēng)格為整體建筑格調(diào)，與周邊環(huán)境自然，在時(shí)尚現(xiàn)代的基礎(chǔ)上融入上海本土元素和度假風(fēng)格，擁有餐飲、游泳池、健身等多項(xiàng)休閑娛樂設(shè)施，同時(shí)宴會(huì)、大型會(huì)議等配套，提供禮賓服務(wù)。同時(shí)將與建設(shè)中的72洞海島高爾夫球場(chǎng)、賽事級(jí)馬球場(chǎng)、海船級(jí)游艇碼頭、東灘水世界主題樂園、直升飛機(jī)停機(jī)坪、會(huì)議中心和別墅群等一起，共同打造出的旅游度假勝地。

崇明金茂凱悅東南側(cè)運(yùn)動(dòng)會(huì)所地下一層設(shè)有一座開關(guān)站，與周邊距離主變方向大于12 米，側(cè)變方向大于8 米，不會(huì)對(duì)附近游客產(chǎn)生影響，周圍電磁場(chǎng)環(huán)境為一級(jí)安全區(qū)。

本次項(xiàng)目為崇明金茂凱悅的高壓和低壓變電所部分的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1 需求分析

現(xiàn)場(chǎng)共有一座變電所分為高壓和低壓兩部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。

對(duì)各回路的電流繪制趨勢(shì)曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況。

對(duì)各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。

本技術(shù)條件適用于崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運(yùn)動(dòng)居住社區(qū)4號(hào)地塊（凱悅）的配電室低壓柜以及高壓柜。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2 系統(tǒng)方案

監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運(yùn)動(dòng)居住社區(qū)4號(hào)地塊（凱悅）變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變電所T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜及高壓側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入181只多功能電力儀表，分9條總線，值班室位于本變電所內(nèi)，總線直接接入值班室內(nèi)采集設(shè)備，從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

網(wǎng)絡(luò)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。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由NPORT5630-16串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。NPORT5630-16串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)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，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5630-16，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表，它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

3 系統(tǒng)功能

功能特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠。通過相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

進(jìn)入軟件，輸入對(duì)應(yīng)的密碼登錄后，進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。用戶名分為“管理員"和“操作員"，兩者權(quán)限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有權(quán)限。

整個(gè)界面設(shè)計(jì)為三塊，標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

菜單切換界面

在軟件窗口部設(shè)計(jì)為菜單切換界面，該界面排的7 個(gè)按鈕為系統(tǒng)各個(gè)功能切換按鈕。

配電監(jiān)測(cè)

配電監(jiān)測(cè)功能說明

詳細(xì)參數(shù)

 對(duì)于每個(gè)整個(gè)配電結(jié)構(gòu)顯示在界面上，可查看個(gè)配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱，和出線回路的電流。

在管理員身份登錄權(quán)限下，可在系統(tǒng)中直接對(duì)回路名稱進(jìn)行修改，并且可以在界面中查看三相表的詳細(xì)參數(shù)。本項(xiàng)目將有多張系統(tǒng)圖，通過點(diǎn)擊窗口正下方的不同的系統(tǒng)圖名稱進(jìn)行畫面切換。

配電監(jiān)測(cè)菜單欄

系統(tǒng)圖的各個(gè)回路圖標(biāo)和母線圖標(biāo)在沒有通電時(shí)會(huì)顯示綠色，上電后會(huì)顯示紅色，以此區(qū)分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說明

在通訊狀態(tài)界面，能夠看到整個(gè)系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)顯示故障線路及具體單元。

電參量報(bào)表

電參量報(bào)表功能說明

設(shè)置時(shí)間控件的時(shí)間，可以查詢歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報(bào)表。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。該報(bào)表包含所有的回路。幫助用戶了解每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數(shù)是否符合要求。以次為依據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。多張表格可在表頁下端選擇切換。

該報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出和具備打印功能。

電能報(bào)表

電能報(bào)表功能說明

對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的各回路用電，每個(gè)進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。多張表格可在表頁下端選擇切換。

通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量，也可以以電子表格的形式導(dǎo)出和打印。

電流曲線

電流曲線功能說明

選擇一個(gè)回路后，回路名稱會(huì)在窗口上方顯示。曲線圖表的X 軸表示時(shí)間跨度，Y 軸表示量程。可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；也可顯示過去一天和七天時(shí)間段內(nèi)的選定回路的電流趨勢(shì)曲線。同時(shí)可任意放大選定區(qū)域內(nèi)的曲線。

電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報(bào)警及事件

實(shí)時(shí)報(bào)警

遙測(cè)/遙信實(shí)時(shí)報(bào)警功能

實(shí)時(shí)報(bào)警窗口分為“遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警"和“遙信實(shí)時(shí)報(bào)警"，分別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的遙測(cè)量和遙信量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開，并一直隱藏在后臺(tái)。

當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報(bào)警界*，“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警"窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息：回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。

歷史報(bào)警

報(bào)警歷史查詢

通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可查詢到過去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息，包括遙測(cè)報(bào)警和遙信報(bào)警，還包括具體的報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類型，報(bào)警內(nèi)容等。

用戶管理

用戶管理功能說明

用戶管理界面為用戶提供了3 項(xiàng)與用戶身份和管理有關(guān)的功能。“用戶登錄"可以實(shí)現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷"刪除登錄用戶的身份；“管理員"可以通過“用戶配置" ，修改所有用戶的登錄密碼；"管理員“可以使用“添加刪除"增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。在界面中還有小化及退出2 個(gè)快捷功能。當(dāng)選擇退出時(shí)，系統(tǒng)將彈出

4 結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，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)在崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運(yùn)動(dòng)居住社區(qū)4號(hào)地塊（凱悅）的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語音提示、短信報(bào)警燈，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為工廠解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。