莊信萬豐(張家港)環(huán)保科技有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

時間：2024-12-18作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：145

摘要：介紹莊信萬豐(張家港)環(huán)?？萍加邢薰倦娏ΡO(jiān)控系統(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-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞：智能電力儀表;Acrel-2000型；電力監(jiān)控系統(tǒng)
概述 
       本項目為莊信萬豐(張家港)環(huán)?？萍加邢薰倦娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對莊信萬豐(張家港)環(huán)?？萍加邢薰咀冸娝倪M(jìn)出線回路進(jìn)行電力監(jiān)控和管理，以保證用電的安全、可靠和高效。
       Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的較新發(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**的整體，實現(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)主要實現(xiàn)莊信萬豐(張家港)環(huán)保科技有限公司變電所的配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與管理；監(jiān)控范圍為高低壓進(jìn)出線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和管理。該系統(tǒng)總計有8臺綜保、170臺多功能儀表、6臺變壓器溫控。儀表直接拉至通訊管理機(jī)，至后臺主機(jī)，實現(xiàn)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）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
       間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
       網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊管理機(jī)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(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。
       站控管理層：設(shè)有高性能主機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在主機(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)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)較高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動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)30個設(shè)備，較大傳輸距離為1km。
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)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。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)COSφ、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時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(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，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)實時運(yùn)行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(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采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，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  報表查詢
       報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
       報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。
3  案例分析
       莊信萬豐(張家港)環(huán)?？萍加邢薰倦娏ΡO(jiān)控系統(tǒng)包含變電所電表，對變電所的高低壓配電回路進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和管理。
       變電所采用的多功能儀表，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)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量常規(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。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化及智能建筑等領(lǐng)域。
       低壓配電一次圖見圖（2），遙測功能主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)和電量等電參量；遙信功能實現(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)和通訊故障報警。  
圖（2）低壓配電一次圖
       遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，對開關(guān)變位彈出報警界面，指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。具備歷史查詢功能。
曲線分析功能見圖（3）：可以曲線形式展示實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的模擬量，以便分析其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢
圖（3） 負(fù)荷曲線
       電參量報表功能，主要對高壓各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢高壓各回路的電參數(shù)，主要包括：三相線電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）。
圖（4） 電參量報表
       電能報表功能，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。
圖（5） 電能報表
       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
4  結(jié)束語
       隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目、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-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在莊信萬豐(張家港)環(huán)?？萍加邢薰咀冸娝椖康膽?yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所高壓配電回路用電的實時監(jiān)控與管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與通訊管理機(jī)、計算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘彈出報警對話框，并生成各種報表、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可靠的依據(jù)，**了較好的社會效益。［2］
參考文獻(xiàn)：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

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