海門行政中心電力監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及應(yīng)用

1、海門行政中心電力監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安科瑞周潔摘要:本文介紹基于ACR系列可編程智能電測(cè)表的Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)在海門行政中心的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化電力監(jiān)控。關(guān)鍵詞:政府機(jī)關(guān);智能電測(cè)表;電力監(jiān)控軟件0引言海門位于著名的長(zhǎng)江三角洲,建縣于公元958年(后周顯德5年,因出江入海之門戶而得名,素有"棉糧故里、濱江樂土"之稱。海門行政中心電力監(jiān)控和電能管理項(xiàng)目是2009年7月份開始的項(xiàng)目,旨在通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)行政中心A樓,B樓,H樓和主樓電力系統(tǒng)的集中管理和檢測(cè),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化配電系統(tǒng)。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了海門行政中心4座樓內(nèi)電力系統(tǒng)的智能管理。設(shè)計(jì)方案

2、為4個(gè)樓內(nèi)的4個(gè)配電室,通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器經(jīng)過(guò)光纖拉倒主樓地下一層的配電中心。4個(gè)配電室現(xiàn)場(chǎng)放置通訊機(jī)柜,儀表數(shù)據(jù)通過(guò)485線通過(guò)MOXA串口服務(wù)器,光電轉(zhuǎn)換器輸送到配電中心。1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Acrel-3000電力監(jiān)控軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過(guò)程控制的專用軟件,最大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成,它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法,只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”,便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能。比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,所有應(yīng)用(例如趨勢(shì)曲線、報(bào)警等對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地?cái)?shù)據(jù)完全相同,通過(guò)“組態(tài)”的方式大大縮短了自動(dòng)化

3、工程師的系統(tǒng)集成時(shí)間,提高了集成效率。海門行政中心變配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。 圖1變配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),按功能或區(qū)域進(jìn)行劃分,模塊化設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)分為三層,即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。周潔女,本科,江蘇安科瑞電器制造有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電0510-*QQ:28802633251.1現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層ACR系列可編程智能電測(cè)表,該系列儀表采用交流采樣技術(shù),能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù),可通過(guò)面板薄膜開關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口,采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開關(guān)量輸入/輸出,繼電器報(bào)警

4、輸出等功能。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要任務(wù)是將現(xiàn)場(chǎng)的各種配電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集和測(cè)量,并將采集和測(cè)量的各種數(shù)據(jù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通訊層傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)。其中主樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC、ACR330EL/KC可編程智能電測(cè)表共96塊;A樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測(cè)表共63塊;B樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測(cè)表共59塊;H樓變配電室主要設(shè)備是:ACR220EL/KC可編程智能電測(cè)表共105塊。上述設(shè)備均相互獨(dú)立完成各自的功能,不依賴主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行,具備RS-485通信接口,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的RS-485總線將檢測(cè)到的各項(xiàng)電參數(shù)和狀態(tài)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街虚g

5、層的數(shù)據(jù)處理單元串口服務(wù)器。1.2網(wǎng)絡(luò)通訊層網(wǎng)絡(luò)通訊層位于現(xiàn)場(chǎng)層與主控層之間,采用高性能、嵌入式通訊服務(wù)器。通訊服務(wù)器負(fù)責(zé)把現(xiàn)場(chǎng)層儀表采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換上傳到主控層,是主控層與現(xiàn)場(chǎng)層的橋梁。1.3站控管理層海門行政中心的值班室位于主樓負(fù)一層變配電室內(nèi),配置一臺(tái)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī);A樓變配電室現(xiàn)場(chǎng)采用8根總線,使用一臺(tái)8口的串口服務(wù)器,通過(guò)光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機(jī)上;B樓變配電室現(xiàn)場(chǎng)采用6根總線,使用一臺(tái)8口的串口服務(wù)器,通過(guò)光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機(jī)上;H樓變配電室現(xiàn)場(chǎng)采用5根總線,使用一臺(tái)8口的串口服務(wù)器,通過(guò)光纖連接至主樓值班室內(nèi)的交換機(jī)上;再通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

6、工控機(jī)。主控層位于主樓地下一層變配電室內(nèi),配置高性能、高可靠性工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、UPS不間斷電源、打印機(jī)等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計(jì)算機(jī)上,通過(guò)軟件的人機(jī)界面和各種管理功能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)行政中心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)表管理。2.電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能系統(tǒng)依據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)了一次主接線圖界面顯示;電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警;事件記錄;系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè);故障報(bào)警及操作記錄;報(bào)表查詢與打印;系統(tǒng)負(fù)荷實(shí)時(shí)、歷史曲線,用戶權(quán)限管理等主要功能。2.1故障報(bào)警及事故追憶在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí),會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路,同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間,以被用戶查詢,追憶故障原

7、因。數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢。2.2人機(jī)交互系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù);畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示等。2.3數(shù)據(jù)采集與處理數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COS、電度Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。2.4數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢主要完成遙測(cè)量和遙信量

8、定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。2.5電能成本管理自動(dòng)進(jìn)行日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),同時(shí)生成日、月、年報(bào)表。2.6運(yùn)行負(fù)荷曲線定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。3.案例分析海門行政中心低壓配電系統(tǒng)主要有10臺(tái)10/0.4kV配電變壓器,本系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)低壓進(jìn)線及相應(yīng)配出回路的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。配出回路采用ACR220EL/KC,它能測(cè)量三相電流,帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),帶RS485通訊接口。進(jìn)線回路采用ACR330EL/KC,它能測(cè)量三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因

9、數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能等多種電參量,并帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),帶RS485通訊接口。低壓配電系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:進(jìn)線三相電流,功率,功率,電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流,見圖3。 圖3B樓低壓配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)圖系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖,可實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)各設(shè)備通訊運(yùn)行情況,見圖4。 圖4電力監(jiān)控系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖遠(yuǎn)程抄表功能,完成對(duì)各主要回路的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程集抄功能,見圖5。 圖5遠(yuǎn)程抄表事件記錄功能,事件記錄報(bào)警可實(shí)時(shí)歷史查看,見圖6; 圖6事件記錄4.設(shè)備與投資根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置、電源、工作站主機(jī)、打印設(shè)備、系統(tǒng)軟件、弱電安裝施工等總計(jì)費(fèi)用為19萬(wàn)元左右。配電各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)均可通過(guò)監(jiān)控主機(jī)集中顯示,方便配電管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電故障環(huán)節(jié),按月統(tǒng)計(jì)用電數(shù)據(jù),又可以轉(zhuǎn)發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS,便于整體調(diào)度。相對(duì)于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計(jì)雖增加了一次投入,但智能化程度得到極大提高,節(jié)省了人力資本的投入。省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)抄表的煩瑣,具有投資少、簡(jiǎn)明實(shí)用、便于智能管理等優(yōu)點(diǎn)。5.結(jié)束語(yǔ)Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn),在海門行政中心項(xiàng)目上得以成功應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及,低壓配電智能化