安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程的應用

    安科瑞 高佳樂

    1 概述

           南京市評事街歷史風貌區(qū)是南京自明清以來,居住建筑由傳統(tǒng)多進合院式逐步演進為*棟式、里弄式、現(xiàn)代合院式的典型代表,較是南京老城區(qū)內現(xiàn)存街市、作坊與居住交融的傳統(tǒng)居住區(qū),傳統(tǒng)手工業(yè)文化、回民清真文化、秦淮燈市文化和南京近代報業(yè)文化承載其中。評事街歷史風貌區(qū),位于城南歷史城區(qū)北部,中山南路以西,升州路以北,與南捕廳歷史文化街區(qū)毗鄰。規(guī)劃范圍東至中山南路,南抵升州路,西至鼎新路,北到泥馬巷??偯娣e約14.46公頃。

           該項目為南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站,設有高壓柜16臺,低壓柜18臺。其中高壓部分有進線柜兩臺,計量柜兩臺,PT柜兩臺,變壓器饋線柜八臺,預留饋線柜兩臺。該項目選用我司AM系列微機保護裝置、AMC系列電量采集監(jiān)控裝置以及PZ系列可編程智能電測儀表。

           AM系列微機保護測控裝置集保護、測量、控制于一體,適用于35kV及以下電壓等級的用戶終端變電站(所),可實現(xiàn)用戶變電站的保護和測控。應用領域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業(yè)。裝置采用**成熟可靠的保護原理和算法,抗干擾性能強,可靠性高,保護實現(xiàn)方式靈活,通訊采用冗余設計。裝置具備獨立的高精度電流測量回路,多路開關量采集和繼電器輸出,能與Acrel-2000/Z電力監(jiān)控軟件配合,可以實現(xiàn)無人值班的終端用戶變電站配電自動化系統(tǒng)。
    AMC系列電量采集監(jiān)控裝置是集電參量采集、監(jiān)測、控制于一體的智能電量采集裝置??蓽y量的電參量有相電壓、線電壓、相電流、分相有功功率、總有功功率、分相無功功率、總無功功率、分相視在功率、總視在功率、分相功率因數、總功率因數、以及四象限電能。本次選用的AMC72L-E4還可以采集兩路DI、兩路DO。同時該裝置帶有RS485通訊接口,可采用Modbus協(xié)議將采集信息傳給后臺系統(tǒng)。
    PZ系列可編程智能電測儀表采用交流采樣技術,能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數,可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS485通訊接口,采用Modbus或Profibus協(xié)議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出,繼電器報警輸出等功能。

    2 需求分析

           本次針對南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程項目,需要達到如下要求以實現(xiàn)數據集中管理、分析處理。功能需求如下:

    (一)針對每一配電回路,需要配置具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護的微機保護裝置,來確認供電系統(tǒng)運行。

    (二)針對每一配電回路,需要配置可編程智能電測儀表,實時監(jiān)測高精度的全電量參數。

    (三)針對整個配電工程配置一臺電力監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控配電室的運行,其功能應包含:

    (1)電壓、電流、功率、功率因數以及頻率等監(jiān)測信息實時刷新,并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。

    (2)對回路的電能集中抄送功能,并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。

    (3)對回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。

    (4)多用戶權限管理,便于分級操作。

    3 系統(tǒng)方案

           根據該項目的實際需求,對每一高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機保護裝置、FN210開關柜智能顯示控制裝置以及PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表,在低壓側配有AMC72L-E4電量采集監(jiān)控裝置以及PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表。在監(jiān)控主站配置一臺安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng),將微機保護裝置、電量采集監(jiān)控裝置、可編程智能電測儀表等數據上傳,實現(xiàn)對該項目變電站的控制和管理,為變電站安全、穩(wěn)定、經濟運行提供了堅實的**。

    南捕廳中心站模擬圖

    3.1 現(xiàn)場一次接線圖

           整個中心站的一次接線圖及柜內主要電氣設備如下:

    3.2 10kV配電工程我司產品明細

    柜號

    產品型號/名稱

    數量

    1#進線柜

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    1#變電所1TD

    AM5-T 變壓器保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    2#變電所3TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    3#變電所5TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    4#變電所7TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    預留

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    2#進線

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    1#變電所2TD

    AM5-T 變壓器保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    2#變電所4TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    3#變電所6TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    4#變電所8TD

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    預留

    AM5-F 線路保護裝置

    1

    FN210開關柜智能顯示控制裝置

    1

    PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表

    1

    3.3 現(xiàn)場安裝圖

     

    高壓柜側面整體圖

    抽屜柜正面整體圖

    1#進線柜正面圖

    抽屜柜儀表數據圖

    3.4 主站監(jiān)控系統(tǒng)

           監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的綜合保護裝置、智能儀表和直流屏。系統(tǒng)接入變電所的12臺AM微機保護,12只PZ96L-E4/HKC智能儀表以及63只AMC72-E4電量采集監(jiān)控裝置。通過485總線直接接入本變電所內數據采集器,再經過網線上傳數據至變電所值班室主機,從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數據連通。

    3.4.1 系統(tǒng)架構

           系統(tǒng)網絡拓撲圖如下圖所示:站控管理層、網絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

    系統(tǒng)網絡拓撲圖

    站控管理層

           站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

    網絡通訊層

           通訊層主要是由數據采集器及總線網絡組成。數據采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏;總線網絡的主要功能是實現(xiàn)數據交互,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,達到了**的目的。

    現(xiàn)場設備層

           現(xiàn)場設備層是數據采集終端,主要由多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏組成,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器,經通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網,實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

    3.4.2 微機保護裝置及多功能儀表現(xiàn)場連接示意圖

           現(xiàn)場微機保護裝置以及多功能儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接,每根總線連接微機保護數量6只,多功能儀表6-17只。具體連接示意圖如下所示:

    通訊線路連接示意圖

    3.4.3 系統(tǒng)配置

    序號

    名稱

    型號、規(guī)格

    單位

    數量

    備注

    1

    工控機

    IPC-510MB/501G2(10串口,雙網口) /G1620/2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研華鍵盤+光電鼠標

    1

    研華

    2

    顯示器

    19"液晶顯示器 分辨率 1600*900

    1

    DELL

    3

    8口串口卡

    CP-138U-I   串口標準: RS-422/485 (PCI插槽 帶隔離)

    1

    MOXA

    4

    音箱

    R19U

    1

    漫步者

    5

    電力監(jiān)控軟件

    系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-2000/Z

    1

    安科瑞

    6

    UPS電源

    C1K/1KVA 塔式  (SANTAK)

    1

    SANTAK,山特

    7

    打印機

    HP 1108 A4幅面

    1

    惠普,甲供

    8

    操作系統(tǒng)

    WINDOWS7  64位簡體中文旗艦版

    1

    微軟,甲供

    9

    操作臺

    鋼制結構 1.2米

    1

     

    4 系統(tǒng)功能
    4.1 功能特點

           本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網絡結構圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面,一切操作均可在界面上進行,而且具有遠程顯示功能。

    4.2 登錄界面

           安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)為**系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如配電回路名稱修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全**。

    主要功能:將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級,每個等級可以分別賦予不同的操作權限,包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。

    4.3 配電監(jiān)測界面

           安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好,能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài),實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參量信息,動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)以及有關故障、告警等信號。

    主要功能:一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數,斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態(tài),彈簧儲能狀態(tài)、手車位置狀態(tài)。下圖是該項目的監(jiān)測界面。

    高壓保護柜電力監(jiān)控圖

    抽屜柜1電力監(jiān)控圖

    抽屜柜2電力監(jiān)控圖

    4.4 通訊管理

           安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備通訊情況進行管理、控制、數據的實時監(jiān)測。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主程序右鍵打開通訊管理程序,然后選擇通訊控制啟動所有端口或某個端口,快速查看某設備的通訊和數據情況。

           主要功能:具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖,實時顯示設備通訊狀態(tài),紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常,綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址,各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

    4.5 電參量報表

           安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能,所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫,在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、*時間或選擇查詢較新的記錄數據等,并通過報表方式顯示出來。

    電參量報表

           主要功能:查詢各回路或者設備*時間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件,還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。下圖是歷史電參量的查詢曲線

    歷史曲線查詢

    4.6 電能報表

           安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體系支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯*計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時可分析追溯,維護計量體系的正確性。

    主要功能:具有起始時間和結束時間的時間選擇框,選定想要查詢的時間段后,通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存,通過打印按鈕進行報表打印。

    電能統(tǒng)計報表

    4.7 報警及事件

    實時報警

           實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開,并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限,并且觸及報警界**,“相應實時報警”窗口就會自動彈出,并以紅色字體顯示具體的報警信息:回路名稱、越限的電參量、報警值等。

    歷史報警

           通過調節(jié)開始時間和結束時間,即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息,包括遙測報警和遙信報警,還包括具體的報警時間,報警類型,報警內容等。

    5 結束語

           在當今配電設施的應用中,變電所的配電安全性至關重要,本文介紹的安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程的應用,可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網絡通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數據的分析、處理,實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài),對分合閘、負載越限具有彈出對話框、語音提示、短信報警燈,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為解決用電問題提供了真實可靠的依據。




    江蘇安科瑞電器制造有限公司專注于穿孔式電流變送器,電瓶車安全充電站,開關柜綜合測控裝置,水電氣能耗監(jiān)控分析系統(tǒng),水電氣智能遠傳集抄監(jiān)控系統(tǒng),智能電弧光保護裝置等

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