基于電力儀表的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案

基于電力儀表的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案蘇洪上海安科瑞電氣股份，上海嘉定2023011概述目前，供配電產(chǎn)業(yè)的開展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的開展起著舉足輕重的作用，全國各地重點(diǎn)工程工程、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、平安性、實(shí)時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了根底平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化〞的整體解決方案，主要包括實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟〞控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)效勞器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等，可以廣泛地應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。2電力監(jiān)控系統(tǒng)宜選電力監(jiān)控儀表電力監(jiān)控儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的。它能高精度的測量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行信息。電力監(jiān)控儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，因此，應(yīng)合理選配，到達(dá)較佳的性價比。3電力監(jiān)控表計(jì)的選型方案1．中壓應(yīng)用場合型號主要功能進(jìn)線保護(hù)M5-FLCD顯示、線路保護(hù)測控裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊電動機(jī)保護(hù)M5-MLCD顯示、電動機(jī)保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊備自投保護(hù)M5-BLCD顯示，備自投保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊電容器保護(hù)M5-CLCD顯示，補(bǔ)償電容器的全面綜合保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊變壓器保護(hù)M5-TLCD顯示、配變電保護(hù)測控裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊綜合自動化保護(hù)M5-XLCD顯示、變電站公用裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊PT柜M4-ULCD顯示、兩段PT供電切換，PT柜的全面綜合保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊固定柜、手車柜、3~35kV中置柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜ASD200一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語音功能ASD300一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語音功能、測所有電參量〔含電能〕2．低壓適用場合型號主要功能高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜ACR330ELHLCD顯示、全電參量測量〔U、I、P、Q、PF、F、S〕；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量〔含負(fù)序電流〕測量；4DI+3DO〔DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報(bào)警〕；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜ACR220ELLCD顯示、全電參量測量〔U、I、P、Q、PF、F〕；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓無功補(bǔ)償柜ARC-12/J6-12路控制、過壓保護(hù)、諧波保護(hù)、投切延時設(shè)定、12DI；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓出線柜(馬達(dá)回路)ARD系列測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相〔不平衡〕、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種起動模式、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓出線柜(照明回路)AMC16-1E9/KAMC16-3E3/K9路單相〔3路三相〕I、U、P、Q、F測量；有功電能計(jì)量；18DI+1DO、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議PZ48L-AI3LCD顯示，三相電流測量，倍率任意設(shè)置動力柜PZ96L-AI3/KCLCD顯示、測量三相電流、4DI+2DORS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓配電終端電流、電能采集，開關(guān)量采集及自動控制ARTU-K32遙信單元32路開關(guān)量采集、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-J16遙控單元16路繼電器輸出、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-P32遙脈單元32路脈沖量采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-M32遙測單元交、直流0-20mA、4-20mA，32路模擬量信號采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站內(nèi)部空氣溫、濕度控制，防止電氣爬電、閃絡(luò)造成事故WHD系列溫、濕度控制、加熱器斷線故障報(bào)警RS485通訊接口、Modbus協(xié)議水電廠、火電廠、大型變電站、母線、變壓器繞組等溫度的測量，防止因溫升過高產(chǎn)生故障ARTM系列1~16路溫度巡檢，熱電阻信號輸入；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；2路繼電器輸出4電力監(jiān)控系統(tǒng)4.1結(jié)構(gòu)安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理，該系統(tǒng)由管理層〔站控層〕、通信層〔中間層〕、間隔層〔現(xiàn)場監(jiān)控層〕三局部組成，見圖1。圖1電力監(jiān)控拓?fù)鋱D4.2功能友好的人機(jī)交互界面〔HMI〕標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時刷新。用戶管理本軟件可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的平安性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認(rèn)口令前方可完成該操作。數(shù)據(jù)采集處理Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)〔包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等〕，將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示〔總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等〕，并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲。趨勢曲線分析系統(tǒng)提供了實(shí)時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。報(bào)表管理系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計(jì)?？勺詣由筛鞣N類型的實(shí)時運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。事件記錄和故障報(bào)警系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時自動對運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。五遙功能Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信〞、“遙控〞、“遙測〞、“遙調(diào)〞功能，還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)〞功能。遙信：實(shí)時對開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)工作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)時顯示和自動報(bào)警。遙控：通過計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號、開關(guān)號、合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開關(guān)狀態(tài)反應(yīng)出來，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時記錄操作時間、類型、合開關(guān)號等。遙測：通過計(jì)算機(jī)實(shí)時對系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動生成報(bào)表。遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字；以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。性能指標(biāo)序號內(nèi)容指標(biāo)序號內(nèi)容指標(biāo)1事件記錄正確率≥99.9%8事故時遙信變位傳送時間≤1s2遙信正確率100%9事故推畫面時間＜2s3遙控正確率100%10遙信變位＜1s4遙調(diào)正確率100%11遙控過程完成＜3s5遙測正確率≥99.9%12模擬量測量綜合誤差＜0.5%6重要遙測更新周期＜2s13電網(wǎng)頻率測量誤差＜0.01Hz7一般遙測更新周期＜3s4.3軟件畫面主接線圖畫面電壓、電流波形計(jì)數(shù)值顯示界面，以及棒圖、餅圖的顯示。對某個用電單位的不同用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時的報(bào)表查詢和顯示，并可以打印輸出。運(yùn)行事件記錄查詢及打印輸出5系統(tǒng)報(bào)價單位：元〔RMB〕名稱型號單位面價備注監(jiān)控主機(jī)IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166xDVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)臺8500均可用戶自備，以當(dāng)時市場價格為準(zhǔn)，該報(bào)價僅供參考顯示器三星19寸液晶顯示器臺3000三星22寸液晶顯示器臺3800打印機(jī)HPLaserJet1020A4臺2500EPSON-LQ1600KIIIHA3臺4000UPS電源山特C1KS臺5000山特C2KS臺6500通訊線纜五類線米4.6屏蔽雙絞線RVVP2×1.0米5.6光纖〔多?！趁?.6通訊機(jī)柜1200×600×600面30002200×600×600面5000光電轉(zhuǎn)換HTB-1000只750遠(yuǎn)距離傳輸終端盒只60尾纖面50耦合器面50熔接點(diǎn)個50通訊轉(zhuǎn)換擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4塊3000擴(kuò)展卡串口效勞器ACRNET-PORT(2口)只3000串口效勞器串口效勞器ACRNET-PORT(4口)只5500通訊前置機(jī)ACRNET-UC02(2口)只4000通訊前置機(jī)通訊前置機(jī)ACRNET-UC04(4口)只6000通訊前置機(jī)ACRNET-UC08(8口)只11500通訊管理機(jī)ACRHMI臺30000人機(jī)界面組網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208臺3000局域組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408臺8500監(jiān)控軟件Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0系統(tǒng)組態(tài)軟件圖形組態(tài)軟件電能管理軟件數(shù)據(jù)庫軟件套3萬設(shè)備數(shù)量1～104萬設(shè)備數(shù)量11～206萬設(shè)備數(shù)量21～408萬設(shè)備數(shù)量41～8010萬元以上設(shè)備數(shù)量80以上雙機(jī)版套單機(jī)價格×1.5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)每+1用戶套3000Web發(fā)布每+1用戶〔總用戶數(shù)≤5〕套5000中壓儀表M5-F臺1.8萬M5-M臺1.8萬M5-B臺1.8萬M5-C臺1.8萬M5-T臺1.8萬M5-X臺1.8萬M4-U臺1.5萬ASD200臺2900ASD300臺4500低壓儀表ACR330ELH臺4860ACR220EL臺3880ARC-12/J臺1420ARD系列臺根據(jù)不同的額定電流AMC16-1E9/K臺3550AMC16-3E3/K臺3550PZ48L-AI3臺1060PZ96L-AI3/KC臺1460ARTU-K32臺3200ARTU-J16臺3200ARTU-P32臺3200ARTU-M32臺38