電力監(jiān)控系統(tǒng)在10KV配電站改造工程中的應(yīng)用

摘要：介紹中石化南光（上海）實(shí)業(yè)有限公司10KV配電站改造工程，采用綜合保護(hù)裝置、遙信單元、變壓器溫控儀、直流屏，采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和狀態(tài)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所變配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

中石化南光（上海）實(shí)業(yè)有限公司位于上海市中國(guó)(上海)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)富特西一路135號(hào)，主要經(jīng)營(yíng)范圍包括倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)、出口產(chǎn)品的簡(jiǎn)單加工；受讓地塊內(nèi)的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)；國(guó)際貿(mào)易、代理進(jìn)出口貿(mào)易及貿(mào)易咨詢(xún)；科技咨詢(xún)服務(wù)；貨物及技術(shù)進(jìn)出口（不含分銷(xiāo)及國(guó)家禁止項(xiàng)目）；海上、陸路、航空國(guó)際貨物運(yùn)輸代理，貨物分撥，停車(chē)場(chǎng)庫(kù)經(jīng)營(yíng)，無(wú)船承運(yùn)業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)。

本項(xiàng)目承接其兩個(gè)變配電站電力監(jiān)控系統(tǒng)搭建，該項(xiàng)目1#變配電所總共有2路10KV進(jìn)線(xiàn)，經(jīng)2臺(tái)1250KVA變壓器對(duì)建筑進(jìn)行供電；3#變配電所總共有1路10KV進(jìn)線(xiàn)，經(jīng)1臺(tái)1250KVA變壓器對(duì)建筑進(jìn)行供電，變配電站內(nèi)綜合保護(hù)裝置、變壓器溫控儀、直流屏等設(shè)備采用RS485總線(xiàn)組網(wǎng)接入變配電站內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器，通過(guò)超五類(lèi)線(xiàn)將數(shù)據(jù)傳輸至值班室后臺(tái)。

1 需求分析

電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件功能要求如下：

高壓電壓、電流、功率、功率因數(shù)、用電量、開(kāi)關(guān)量等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)等信息。對(duì)各回路的電流繪制趨勢(shì)曲線(xiàn)，便于分析該回路配電運(yùn)行工況。對(duì)各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶(hù)管理需求的用電報(bào)表。對(duì)各回路儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊狀態(tài)顯示。多用戶(hù)權(quán)限管理，便于分級(jí)操作。

本技術(shù)條件適用于中石化南光（上海）實(shí)業(yè)有限公司10KV配電站改造工程的變配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿(mǎn)足本技術(shù)條件，但不僅限于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2 系統(tǒng)方案

監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)中石化南光（上海）實(shí)業(yè)有限公司10KV配電站改造工程變配電進(jìn)行用電安全進(jìn)行監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為1#變配電所的綜合保護(hù)裝置2臺(tái)、ARTU遙信單元1臺(tái)、變壓器溫控儀2臺(tái)，直流屏1臺(tái)；3#變配電所的綜合保護(hù)裝置1臺(tái)、ARTU遙信單元1臺(tái)、變壓器溫控儀1臺(tái)，直流屏1臺(tái)。綜合保護(hù)裝置、ARTU遙信單元、變壓器溫控儀、直流屏通過(guò)485總線(xiàn)接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，再經(jīng)過(guò)超五類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機(jī)，從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1）站控管理層

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

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由采集器及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組成。采集器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、綜合保護(hù)裝置；總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由變壓器溫控儀、綜合保護(hù)裝置、直流屏、ARTU遙信單元組成，通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)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)程監(jiān)控。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接智能儀表數(shù)量在25只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

4?系統(tǒng)功能

功能特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱(chēng)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。主要功能：將用戶(hù)的級(jí)別分為操作工、班長(zhǎng)、工程師、系統(tǒng)管理員四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)可以分別賦予不同的操作權(quán)限，包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報(bào)表管理、系統(tǒng)配置、用戶(hù)管理等。系統(tǒng)管理員為最高等級(jí)用戶(hù)，高一級(jí)用戶(hù)可添加、刪除下一級(jí)別的用戶(hù)。

配電監(jiān)測(cè)界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分狀態(tài)，以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。主要功能：一次圖顯示各回路對(duì)應(yīng)回路名稱(chēng)、電流、電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開(kāi)關(guān)等合分位狀態(tài)，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、手車(chē)位置狀態(tài)。

配電監(jiān)測(cè)功能

詳細(xì)電參量查詢(xún)

在配電一次圖中，鼠標(biāo)單擊可查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、三相總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能，并可以查看24小時(shí)相電流趨勢(shì)曲線(xiàn)及7天相電流趨勢(shì)曲線(xiàn)。

配電回路詳細(xì)信息

直流屏詳細(xì)信息

通訊狀態(tài)

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線(xiàn)診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對(duì)應(yīng)設(shè)備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設(shè)備通訊異常。系統(tǒng)主機(jī)和串口服務(wù)器/通訊管理機(jī)旁標(biāo)明設(shè)備分配IP地址，各設(shè)備旁標(biāo)識(shí)了設(shè)備地址和設(shè)備回路編號(hào)。?

通訊狀態(tài)圖

電參量報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，在查詢(xún)界面中能夠自定義需要查詢(xún)的參數(shù)、指定時(shí)間或選擇查詢(xún)最近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。主要功能：查詢(xún)各回路或者設(shè)備指定時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。電參量報(bào)表也支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶(hù)要求導(dǎo)出PDF格式文件。?

電能報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

主要功能：具有起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的時(shí)間選擇框，選定想要查詢(xún)的時(shí)間段后，通過(guò)點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕可查詢(xún)出系統(tǒng)項(xiàng)目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量?？赏ㄟ^(guò)導(dǎo)出按鈕將報(bào)表以Excel形式導(dǎo)出保存，通過(guò)打印按鈕進(jìn)行報(bào)表打印。

電能報(bào)表功能

電流越限設(shè)置

對(duì)配電系統(tǒng)每個(gè)回路設(shè)計(jì)了電流越限設(shè)置。便于配電維護(hù)人員及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)用電需求變更用電電流設(shè)置限值，當(dāng)發(fā)生電流越限，及時(shí)控制回路用電，確保供電可靠性，為用戶(hù)單位的用能權(quán)益提供保障。

電流越限設(shè)置

報(bào)警及事件

實(shí)時(shí)報(bào)警

實(shí)時(shí)報(bào)警窗口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的遙測(cè)量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺(tái)。當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報(bào)警界限時(shí)，“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警”窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息：回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。?

歷史報(bào)警

通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可查詢(xún)到過(guò)去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息，包括遙測(cè)報(bào)警和遙信報(bào)警，還包括具體的報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類(lèi)型，報(bào)警內(nèi)容等。

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