【節(jié)能學院】電力監(jiān)控系統(tǒng)在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目的研究與應用

摘要

采用多功能電力儀表采集變電所內(nèi)10KV及0.4KV配電回路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)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。關(guān)鍵詞：學校用電監(jiān)控；變電所 ；無線測溫；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)

0 概述

呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校位于內(nèi)蒙古呼和浩特市，占地面積232畝,總建筑面積為13.38萬平方米，總變配電室設置在地下車庫內(nèi)?？傋兣潆娛覂?nèi)共有15面10KV高壓配電柜和3臺變壓器，變壓器后方29面0.4KV低壓配電柜，合計共有3面低壓進線柜，3面電容柜，1面母聯(lián)柜和112路低壓出線回路。值班室位于總變配電室隔壁。

1 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進行電壓、電流、功率、溫度以及各開關(guān)量信號等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間。數(shù)據(jù)采集自動采集現(xiàn)場所有10KV回路微機保護及0.4KV回路多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)，自動采集無線測溫傳感器的實時數(shù)據(jù)。支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設備進行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路故障狀態(tài)直觀可見。數(shù)據(jù)查詢與展示要求能方便實現(xiàn)各級管理人員的查詢，查詢界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。權(quán)限管理要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。故障報警故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括現(xiàn)場多功能儀表與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目變電所配電回路的實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

2 系統(tǒng)方案

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目變電所現(xiàn)場實際情況，9臺微機保護通過網(wǎng)線接入到網(wǎng)絡層交換機，131臺多功能儀表以及4臺無線測溫就地顯示壁掛式主機采用屏蔽雙絞線分8根總線接至8口的通訊管理機上，再由網(wǎng)絡傳輸至后臺主機，保障了變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。如下圖所示：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖

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，是人機交互的直接窗口。在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目中主要指置于變電所監(jiān)控室的監(jiān)控主機。2）網(wǎng)絡通訊層通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡組成?？偩€網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)現(xiàn)場微機保護、無線測溫就地顯示壁掛式主機及多功能儀表與站控管理層之間的數(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，達到了無人值守的目的。3）現(xiàn)場設備層現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由10KV配電柜上的微機保護裝置、無線測溫傳感器和配套的就地顯示壁掛式主機以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，各智能設備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。微機保護裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意現(xiàn)場微機保護裝置以及低壓多功能電力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(shù)量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3 系統(tǒng)功能

配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目變電所內(nèi)所有配電回路的運行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜及低壓進出線回路的運行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。

配電一次圖界面

歷史曲線查詢功能，主要對配電回路的歷史電壓、電流趨勢曲線進行查詢。

電壓趨勢曲線

用電量報表功能，可查詢各回路用能日報表，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。如下圖所示：

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)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。系統(tǒng)支持對10KV配電柜斷路器的遙控分合閘操作，同時為保證操作的可靠性，軟件實現(xiàn)了兩級確認后才能實現(xiàn)對應斷路器的遙控分閘和遙控合閘。

遙控操作界面

4 結(jié)束語

在當今配電設施的應用中，學校建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學校項目的應用，可以實現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實時監(jiān)控。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示中心配電室內(nèi)各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進出線回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了學校建筑的用電可靠度。