山東建筑大學(xué)10KV配電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

項(xiàng)目概述：為滿足新建松園四號學(xué)生公寓及原有學(xué)生公寓安裝空調(diào)的用電需求，學(xué)校決定在竹園三號學(xué)生公寓東側(cè)新建座變配電室，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量8000KVA，配電室建筑面積841平方米，二層框架結(jié)構(gòu)，層為低壓配電室，二層為高壓配電室。采用雙電源供電方式，主供電源10KV義安線接線供電，備用電源由客戶自備發(fā)電機(jī)供電。
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：
       本技術(shù)規(guī)范書提供的設(shè)備應(yīng)滿足以下規(guī)定、法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
GB 50052      《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB 50054      《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》
IEC 61587     《電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列》
DL/T 5103     《35-110 KV無人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》
GB 50059      《35-110 KV變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
NDG 889       《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》
GB 50229      《火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火條件》
GB 6162       《靜態(tài)繼電器和保護(hù)裝置的電氣干擾試驗(yàn)》
DL/T 587      《微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程》
GB 14285      《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
GB/T 15145    《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB 7261       《繼電器和繼電保護(hù)裝置基本試驗(yàn)方法》
GB 14285      《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
DL/T 720      《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)柜、屏通用技術(shù)條件》
方案設(shè)計(jì)：
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)山東建筑大學(xué)現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至配電室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電力監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。
1）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(jī)交互的直接窗口。在山東建筑大學(xué)項(xiàng)目中指放在層值班室的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
       通訊層主要是由串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)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(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
       現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表AMC72L-E4/KC組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
 

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)功能：
       變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(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、有功電度等。如下圖所示：

 
次系統(tǒng)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)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。

       事件告警記錄功能，主要完成對查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報(bào)警功能實(shí)時(shí)查詢

       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)表查詢配電室進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。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。如下圖所示:

電參數(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)表打印等功能。為值班人員提供了準(zhǔn)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，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。如下圖所示：

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。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖
 

系統(tǒng)意義：
       本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在山東建筑大學(xué)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，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)顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、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，為高校等項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。

作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護(hù)器的研發(fā)與應(yīng)用