繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：本文介紹了安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中的應(yīng)用，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能化管理。為機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所配電房安全、可靠、高效的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，亦給其開展節(jié)能減排工作提供了有力的資料依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 智能配電   電力監(jiān)控   節(jié)能減排   機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所

概述

        智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)用戶側(cè)樓宇、體育場(chǎng)館、科研設(shè)施、機(jī)場(chǎng)、交通、醫(yī)院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高/低壓變配電系統(tǒng)中。智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因子、電度、頻率和電流開關(guān)狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，當(dāng)參數(shù)值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警，并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在用電量及用電設(shè)備的管理中已經(jīng)起到了不可替代的作用。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

        機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所內(nèi)主要包括1間低壓配電房，該配電房?jī)?nèi)含有兩路進(jìn)線、一路母聯(lián)和11臺(tái)低壓饋線柜。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年10月份承接了機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，為該項(xiàng)目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是：機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所有限責(zé)任公司的低壓配電室內(nèi)智能儀表的所有電參量。

 客戶需求

1. 系統(tǒng)一次圖顯示、斷路器分合閘指示，實(shí)時(shí)電參量顯示。全電參量歷史查詢。
2. 高壓系統(tǒng)配遠(yuǎn)程控制、遙信量顯示。權(quán)限驗(yàn)證等。
3. 主要負(fù)荷電流曲線查詢，放大、縮小、打印等功能。
4. 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)拓?fù)鋱D顯示，用戶權(quán)限管理。
5. 電能管理。可查詢?cè)聢?bào)表、日?qǐng)?bào)表、小時(shí)報(bào)表。具備遠(yuǎn)程抄表功能。同時(shí)可對(duì)報(bào)表保存打印等功能。

 設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

ISO/IEC11801   《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

JGJ/T 16-92      《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

GA/T74-94        《中華人民共和國(guó)安全防范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

GA/T70-94        《中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

GB/50198-94     《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

IEC-61131-3      《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

GB50254/59-96  《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T17626.5      《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.6      《射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》

GB/T17626.8      《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.10    《阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.11    《電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》

GB/T17626.12    《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》

GB/50171-92      《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T13729-92    《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/J63-90         《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB/T15145-94   《微機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T13729        《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL/T630            《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

GB/T13850        《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測(cè)量變送器》

GB/T13730        《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

GBJ63-93          《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

GB2887             《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

項(xiàng)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是由智能測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及計(jì)算機(jī)設(shè)備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項(xiàng)目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同，可采取不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是無(wú)論采取何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò)通訊層——現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層”的分層分布式設(shè)計(jì)思想。這種分層設(shè)計(jì)，符合當(dāng)前通訊體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，在每層都能相對(duì)地完成監(jiān)視控制功能，即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的監(jiān)視控制，也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能。現(xiàn)以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)為例，對(duì)該智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。

該項(xiàng)目數(shù)據(jù)字典如下：

綿陽(yáng)機(jī)械制造工藝研究所電力監(jiān)控系統(tǒng)
波特率：9600
序號(hào)	柜號(hào)	回路編號(hào)	回路名稱	儀表型號(hào)	端口	儀表地址	變量名稱前綴（如電流）	PT	CT
1	1AH	1	電源進(jìn)線	CDD-JB12	COM6	2	A1AH_Ia_	100	100
2	2AH	2	TM1	CDD-JB24		3	A2AH_Ia_	100	50
3	3AH	3	TM2	CDD-JB24		4	A3AH_Ia_	100	50
4	4AH	4	生活區(qū)	CDD-JB12		5	A4AH_Ia_	100	50
5	5AH	5	備用	CDD-JB12		6	A5AH_Ia_	20	50
7	P101	2	進(jìn)線	ACR220E/K	COM5	2	D01_Ia	1	600
8	P102	3	電容補(bǔ)償	PZ80-E4/K		3	D02_Ia	1	400
9	P103	4	備用	PZ80-E4/K		4	D03_Ia	1	30
10		5	620-2APE	PZ80-E4/K		5	D04_Ia	1	80
11		6	620-1APE	PZ80-E4/K		6	D05_Ia	1	120
12		7	門衛(wèi)室AME	PZ80-E4/K		7	D06_Ia	1	15
13		8	620-3APE	PZ80-E4/K		8	D07_Ia	1	40
14		9	備用	PZ80-E4/K		9	D08_Ia	1	30
15	P104	10	620-1K-2-1	PZ80-E4/K		10	D09_Ia	1	160
16		11	620-1K-1-1	PZ80-E4/K		11	D10_Ia	1	160
17	P105	12	620-1APB2	PZ80-E4/K		12	D11_Ia	1	80
18		13	620-1APB1	PZ80-E4/K		13	D12_Ia	1	160
19	P106	14	620-1K-3	PZ80-E4/K		14	D13_Ia	1	60
20		15	907辦公用電	PZ80-E4/K		15	D14_Ia	1	60
21		16	待建廢水處理池	PZ80-E4/K		16	D15_Ia	1	40
22		17	908辦公用電	PZ80-E4/K		17	D16_Ia	1	30
23		18	備用	PZ80-E4/K		18	D17_Ia	1	60
24	P107	19	902-1辦公用電	PZ80-E4/K		19	D18_Ia	1	80
25		20	903-1空調(diào)機(jī)組1	PZ80-E4/K		20	D19_Ia	1	80
26		21	903-1辦公室用電	PZ80-E4/K		21	D20_Ia	1	40
27		22	908辦公用電	PZ80-E4/K		22	D21_Ia	1	30
28		23	備用	PZ80-E4/K		23	C22_Ia	1	60
29	P201	2	二號(hào)變壓器進(jìn)線	PZ80-E4/K	COM4	2	C01_Ia	1	600
30	P202	3	補(bǔ)償柜	PZ80-E4/K		3	C02_Ia	1	400
31	P203	4	聯(lián)絡(luò)	PZ80-E4/K		4	C03_Ia	1	400
32	P204	5	620-1K-1-2	PZ80-E4/K		5	C04_Ia	1	160
33		6	備用	PZ80-E4/K		6	C05_Ia	1	40
34		7	備用	PZ80-E4/K		7	C06_Ia	1	40
35		8	902-1辦公室	PZ80-E4/K		8	C07_Ia	1	60
36		9	620-1K-2-2	PZ80-E4/K		9	C08_Ia	1	160
37	P205	10	620-1APB1	PZ80-E4/K		10	C09_Ia	1	80
38		11	902-1空調(diào)機(jī)組B	PZ80-E4/K		11	C10_Ia	1	80
39		12	903-1辦公用電	PZ80-E4/K		12	C11_Ia	1	80
40		13	903-2辦公用電	PZ80-E4/K		13	C12_Ia	1	80
41		14	620-1APA	PZ80-E4/K		14	C13_Ia	1	80
42		15	備用	PZ80-E4/K		15	C14_Ia	1	40
43		16	待建藥庫(kù)	PZ80-E4/K		16	C15_Ia	1	30
44		17	907辦公用電	PZ80-E4/K		17	C16_Ia	1	60
45	P206	18	電能160	PZ80-E4/K		18	C17_Ia	1	80
46		19	電能表	PZ80-E4/K		19	C18_Ia	1	60
47	P207	20	620-4AC1	PZ80-E4/K		20	C19_Ia	1	80
48		21	門衛(wèi)室	PZ80-E4/K		21	C20_Ia	1	20
49		22	620-3APE	PZ80-E4/K		22	C21_Ia	1	80
50		23	620-2APE	PZ80-E4/K		23	C22_Ia	1	120
51		24	620-1APE	PZ80-E4/K		24	C23_Ia	1	80

      針對(duì)上述現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：



圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

硬件設(shè)備選型：

      四川機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所主站層位于一層總值班室內(nèi)，電力監(jiān)控系統(tǒng)的站控管理層設(shè)備具體包括：Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)工控機(jī)一套、打印機(jī)、UPS。負(fù)責(zé)將通訊管理層上傳的數(shù)據(jù)解包，進(jìn)行集中管理和分析，執(zhí)行相關(guān)操作、以及整個(gè)變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備的選型主要從兩個(gè)方面考慮，一個(gè)是用戶需求，功能實(shí)現(xiàn)方面；二是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，綜合項(xiàng)目的費(fèi)用來(lái)考慮的。針對(duì)這個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，用戶的需求常規(guī)，軟件功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易；現(xiàn)場(chǎng)情況比較簡(jiǎn)單，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)比較少，所以網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備采用性價(jià)比高的4口帶隔離的通訊管理機(jī)，既能滿足用戶要求，又能減低項(xiàng)目成本。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的選型，在本項(xiàng)目中主要從性價(jià)比考慮。兩路進(jìn)線選擇的是安科瑞生產(chǎn)的ACR220E/K網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測(cè)量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無(wú)功功率，電度等。出線回路選擇的是安科瑞生產(chǎn)的PZ80-E4/K，它可以測(cè)量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無(wú)功功率，電度等。

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)：

友好的人機(jī)交互界面

      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)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。



 用戶管理

      本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

數(shù)據(jù)采集處理

      Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過(guò)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、功率因子上下限等），并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

趨勢(shì)曲線分析

      系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析接口，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)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(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)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(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)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(duì)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(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)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。



結(jié)束語(yǔ)

      本文以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于維護(hù)人員明確設(shè)備運(yùn)行狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高工作效率。它以較少的投資，極大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)：

1）安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.

2）電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南  任致程、周中，中國(guó)電力出版社 2007.4

作者簡(jiǎn)介：

繆建梅，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電，Email: 2880157864@qq.com手機(jī)：15618860710  QQ:2880157864