電力監(jiān)控系統(tǒng)在成都高新孵化園改造項目的應(yīng)用

繆建梅

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：介紹成都高新孵化園改造項目電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表對公司原有配電現(xiàn)場的改造，通過總線型組網(wǎng)方式，將現(xiàn)場各種電參量集中采集，上傳至后臺監(jiān)控主機，進行智能化組網(wǎng)。Acrel-2000系統(tǒng)在高新孵化園改造項目的應(yīng)用，加強了公司配電系統(tǒng)的安全可靠性，也為公司節(jié)約了大量了人力成本，實現(xiàn)了公司配電系統(tǒng)智能化。

關(guān)鍵詞： 電力監(jiān)控；智能電力儀表；Acrel-2000系統(tǒng)；改造

0 引言

九十年代中后期隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，以及微機型繼電保護裝置的大量采用和變電站監(jiān)控系統(tǒng)在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在新建和擴建的變電站建設(shè)中得到較為廣泛采用。該系統(tǒng)通常采用分層分布式結(jié)構(gòu)，按間隔設(shè)計，擴充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護小室，小室內(nèi)I/O單元通過現(xiàn)場總線連接，并與站控層通過光纖連接，抗干擾能力強，大大地減少了控制電纜的使用和敷設(shè)數(shù)量。

本課題提出了利用安科瑞電氣股份有限公司網(wǎng)絡(luò)電能管理儀表和Acrel-2000組態(tài)軟件研制了套適用于辦公樓的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實施，可實現(xiàn)辦公樓高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟運行指標，促進供電系統(tǒng)管理的科學化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實意義。

項目概況

成都高新孵化園位于高新區(qū)天府大道北段1480號，地處天府新城核心地段，距成都雙流機場僅10分鐘，距天府廣場僅15分鐘，道路暢通，交通發(fā)達。根據(jù)高新區(qū)城市規(guī)劃，未來成都商務(wù)寫字樓將在此鱗次櫛比，共享寫字樓勢配套資源，商務(wù)形象比肩商務(wù)氛圍。另外這片區(qū)也將成為成都乃至西部金融機構(gòu)聚集核心區(qū)，集住宅區(qū)、城市公園、shoppingmall、專賣店、精品餐廳、酒店、企業(yè)家club、金融會所、金融博覽等商業(yè)配套為體、共同構(gòu)建的多功能城市綜合體。

本項目為改造項目，供配電分為高壓和低壓部分，高壓10kV配電為主，而低壓部分以10/0.4kV變電站及低壓配電為主。針對高新孵化園高壓配電房和低壓配電房（其中2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房）、452個監(jiān)測點、346個待改造回路進行設(shè)計改造。監(jiān)控室設(shè)置在高壓配電房值班室內(nèi)。

系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，在高壓配電房設(shè)置臺4口的通訊管理機，采用RS485總線將網(wǎng)絡(luò)儀表接入通訊管理機，直接與交換機相連，進行數(shù)據(jù)上傳；在每個低壓配電室設(shè)置臺16口通訊管理機，采用RS485總線將網(wǎng)絡(luò)儀表接入通訊管理機，再通過光纖傳輸，將采集的所有現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控主機，實現(xiàn)遠程電參量實時監(jiān)測。

1.用戶需求

根據(jù)與甲方溝通，共同確定現(xiàn)場系統(tǒng)需求如下：

1、實時數(shù)據(jù)采集功能及處理：系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場現(xiàn)有的遙測量、遙信量等進行實時和定時數(shù)據(jù)采集，定時數(shù)據(jù)可根據(jù)設(shè)定的時間間隔自動轉(zhuǎn)存硬盤，生成歷史數(shù)據(jù)庫。

2、屏幕顯示功能：系統(tǒng)動態(tài)刷新顯示主接線圖，對各開關(guān)運行狀態(tài)，在線運行參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，曲線趨勢等采用模擬圖的方式實時顯示。運行狀態(tài)監(jiān)視圖分為主接線圖（主畫面、分畫面）、負荷曲線圖以及用戶推出的其它需要顯示的運行狀態(tài)畫面。

3、報表記錄及打印功能：系統(tǒng)可以定時、隨機、召喚打印各類故障及事故報警信息打印、事件順序記錄打印、報表及曲線等。

4、報警功能：當出現(xiàn)開關(guān)事故變位、遙測越限、保護動作、開關(guān)跳閘時，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報警，并在主界面上顯示報警內(nèi)容，報警聲音根據(jù)報警信號的不同而不同。

5、歷史數(shù)據(jù)管理功能：周期性存儲運行數(shù)據(jù)，保存操作記錄、設(shè)備運行狀態(tài)、保護動作記錄、事故記錄等信息，形成完備歷史數(shù)據(jù)庫。

6、用戶管理功能：系統(tǒng)提供完善的用戶權(quán)限及口令控制，對不同等級的用戶設(shè)置不同的查看環(huán)境，方便用戶管理。

2.設(shè)計方案

安科瑞公司根據(jù)成都高新孵化園改造項目的實際情況為其選用了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1 Acrel -2000符合的標準

本技術(shù)方案以現(xiàn)行家及電力行業(yè)的有效標準為依據(jù)，標未列入部分應(yīng)參考IEC標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應(yīng)以較高標準為準。

GB2887-2000 《計算站場地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002 《遠動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠動任務(wù)配套標準》

DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端》

DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》

GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》

DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

IEC-61131-3 《圖形可編程標準》

3.2 Acrel-2000設(shè)計方案

圖1 高新孵化園系統(tǒng)拓撲圖

圖1為安科瑞電氣股份有限公司為高新孵化園系統(tǒng)設(shè)計的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖，現(xiàn)場中IO設(shè)備的通訊線纜均采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，2#樓、4#樓、12#樓低壓配電房距離高壓值班室距離比較遠，均采用單模光纖上傳數(shù)據(jù)，然后通過交換機將數(shù)據(jù)上傳至Acrel-2000電力監(jiān)控后臺。

高新孵化園監(jiān)控范圍主要包括：高壓配電房、2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房內(nèi)的所有智能裝置。

4.項目難點

項目施工難點：高新孵化園項目是在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上對辦公區(qū)域進行改造，由于原有設(shè)備早已完工，現(xiàn)要把原有帶通訊的設(shè)備也納入我司系統(tǒng)中，在施工方面比較繁瑣，因為原有的橋架、天花板都已封裝完畢，需要在現(xiàn)場與協(xié)調(diào)人員進行溝通，在不損壞原有設(shè)施的情況下對現(xiàn)場通訊線纜進行鋪設(shè)，施工周期比較長，難度也大。

軟件采集難點：在該項目改造過程中，有5臺原有綜合保護也要納入系統(tǒng)中，由于該裝置屬于許繼廠家早期的產(chǎn)品，通訊協(xié)議是許繼內(nèi)部協(xié)議，不是標準的家協(xié)議，必須重新編寫驅(qū)動程序方能采集，安科瑞電氣股份有限公司經(jīng)過和許繼協(xié)調(diào)，編寫驅(qū)動程序，完成了綜合保護采集工作。

5.系統(tǒng)功能

5.1系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)開機后會自動進入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應(yīng)快捷按鈕即可進入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

圖2

圖2為高新孵化園項目上高壓配電房次界面圖形，值班人員可以查看現(xiàn)場電流、電壓、遙信、報警等信息，通過登錄用戶可以查看回路定值設(shè)置信息，支持遠程遙調(diào)功能。點擊每個回路電流顯示數(shù)據(jù)時，可以彈出該回路歷史及實時曲線查詢界面，方便用戶對負荷趨勢曲線的查詢。

5.2報表查詢功能

系統(tǒng)采集的三相電流，按照回路名稱的不同，自動生成自定義報表，并有報表打印功能，可對某回路的某時間段內(nèi)的三相電流/單相電流進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。如下圖3查詢的為2#樓電流查詢報表。

圖3

5.3趨勢曲線功能

曲線趨勢：實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線，分析該回路配電運行狀況。曲線可對測量數(shù)據(jù)量程進行設(shè)置，還可設(shè)置開始時間和時間間隔，方便用戶進行任意時間的曲線查看。如下圖4顯示的為南樓至五層照明趨勢曲線圖形。

圖4

5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警

系統(tǒng)在配電系統(tǒng)過負荷運行時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。

5.5通訊狀態(tài)

系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài)，紅色和綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài)。

5.6 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，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，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、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。

6.運行效果

6.1項目施工：故障后查找問題點，分析問題耗費人力物力；項目施工后：實時監(jiān)測用電參數(shù)，歷史曲線分析，實時報警聲光提示，報警歷史查詢，可具體到某線路，報警時間，故障類型。

6.2項目施工：用電調(diào)度負載投入使用不明確，耗費資金大；項目施工后：可以隨時查看各個饋線回路的負載情況，方便工程人員對現(xiàn)場負載合理管理。

6.3項目施工：負載用電功率可視化程度差；項目施工后：負荷曲線可實時調(diào)取，查看任意時刻用電量，有利于分析、分類負載。

參考文獻：

[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. 中電力出版社. 2007. 4

作者簡介：繆建梅，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，：，，，：http://it.shacrel.cn