論金科集團(tuán)影院變電所電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、金科集團(tuán)影院變電所電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用劉亞君江蘇安科瑞電器制造有限公司江蘇江陰214405摘要:介紹金科集團(tuán)影院變電所電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。關(guān)鍵詞:商業(yè)建筑;金科集團(tuán)影院變電所;0.4KV變電所;智能電力儀表;直流屏;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)0概述蘇州金科王府項(xiàng)目是由金科股份斥50億巨資打造,是蘇州唯一的占地近300畝、建筑面積20萬方、稀缺的低密度城市中心別墅群,是金科集團(tuán)目前最高端的“王

2、府”產(chǎn)品系列。創(chuàng)新的現(xiàn)代中式風(fēng)格、中國皇家宮殿最高規(guī)格屋頂、改良的新蘇式別墅立面輔以歐式設(shè)計(jì)元素,既簡約質(zhì)感,又鐫刻出濃郁的文化印跡。精湛考究的園林設(shè)計(jì),根植皇室名門庭院,將渝派地產(chǎn)的豪邁和姑蘇園林的精致很好地融合在一起。產(chǎn)品以低密度的城市別墅為主,輔以金科“產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化”升級換代后的“花院洋房”,打造出蘇州唯一的頂級城市中心低密度別墅社區(qū)。本項(xiàng)目為金科集團(tuán)影院變電所電能管理系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對金科集團(tuán)影院變電所內(nèi)的低壓配出線和直流屏分別進(jìn)行電能管理,以保證用電的安全、可靠和高效。Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的

3、最新發(fā)展,對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)金科集團(tuán)影院的一個(gè)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;為低壓出線以及直流屏配一套電能管理系統(tǒng)。高壓部分多功能電力儀表的遠(yuǎn)程監(jiān)控,低壓出線部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線的進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理,第三方設(shè)備溫控儀、直流屏亦接入本系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測。該高壓系統(tǒng)總計(jì)有4只多功能儀表占用一條總線,低壓系統(tǒng)57只多功能電力儀表,分

4、2條總線,兩臺溫控儀占用一條總線,直流屏亦占用一根總線,最后這5根總線通過串口服務(wù)器采集處理數(shù)據(jù),最后通過網(wǎng)線拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;如圖(1所示: 圖(1低壓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D間隔設(shè)備層主要為:安科瑞電氣的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、變壓器溫控儀和直流屏等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。站控管理

5、層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,最大傳輸距離為1.2km。2電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能2.1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

6、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Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。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)庫供用戶查詢。2.2人機(jī)交互系統(tǒng)提供簡單、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),畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。2.3歷史事件歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故

7、障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過歷史事件查看平臺,您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。2.4數(shù)據(jù)庫建立與查詢主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。2.5用戶權(quán)限管理針對不同級別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。2.6運(yùn)行負(fù)荷曲線負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動(dòng)

8、生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線;對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。2.7遠(yuǎn)程報(bào)表查詢報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能。報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印

9、等功能。3案例分析金科集團(tuán)影院變電所電能管理系統(tǒng),本項(xiàng)目針對這一個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控;監(jiān)控范圍為變電所內(nèi)的T1、T2變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜及高壓側(cè)多功能電力儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。進(jìn)線回路采用ACR330EFLH/K多功能電力儀表,其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測量所有常規(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、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有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),這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀

10、表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。出線回路采用ACR220EFL/K,它能測量所有常規(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、無功電度等多種電參量。低壓配電二次圖見圖(2,功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號,提醒用戶及時(shí)處理故障。 圖(2低壓配電二次圖遙信和遙測報(bào)警功能,主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)

11、運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖(3。 圖(3實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢供兩個(gè)變電所4臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù)以及高壓多功能電力儀表回路,主要包括:三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。見圖(4。 圖(4參數(shù)抄表用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印

12、等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示健身中心某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的精確用電量,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。見圖(5。 圖(5電能報(bào)表系統(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,綠色表示通訊故障。見圖(6。 圖(6系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)

13、行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖(7。 圖(7趨勢曲線圖4結(jié)束語隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電能管理系統(tǒng)已成為全國各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的 Acrel-3000 電能管理系統(tǒng)在金科集團(tuán)影劇院配電所項(xiàng)目的實(shí) 行，可以實(shí)現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電能管理，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)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框及語音提示，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，為變電所用戶解決用 電問題提供了真實(shí)可靠的依