安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例

摘要：采用微機保護和多功能電力儀表、采集變電所內(nèi)10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現(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。

0 概述

攀枝花銀泰城北地塊項目位于攀枝花市仁和區(qū)攀枝花大道南段與云盤路交叉路口往北約100米(峻嶺天下西側(cè)約50米);現(xiàn)場共有6間配電室，分別為1#高壓配電房及外.空ES低壓配電房、百貨高低壓配電房、內(nèi)商低壓配電房(內(nèi)商ES)配電房、酒店低壓配電房、超市高低壓配電房和16#樓商業(yè)配電室。

其中1#高壓配電房及外.空ES低壓配電房內(nèi)共有19臺微機保護、19塊多功能高壓儀表，148塊多功能低壓儀表，63塊低壓單相電流表;百貨高低壓配電房內(nèi)共有2塊多功能高壓儀表，62塊多功能低壓儀表，10塊低壓單相電流表;內(nèi)商低壓配電房(內(nèi)商ES)配電房內(nèi)共有4臺微機保護、5塊多功能高壓儀表，126塊多功能低壓儀表，69塊低壓單相電流表;酒店低壓配電房內(nèi)共有3臺微機保護、4塊多功能高壓儀表，53塊多功能低壓儀表，3塊低壓單相電流表;超市高低壓配電房內(nèi)共有3臺微機保護、3塊多功能高壓儀表，54塊多功能低壓儀表，32塊低壓單相電流表;16#樓商業(yè)配電室內(nèi)共有3臺微機保護、5塊多功能高壓儀表，7塊多功能低壓儀表。

1 需求分析

為保證商場的用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場各高低壓配電室的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進行電壓、電流、功率以及各開關(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)。

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(shè)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，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)查詢與展示

方便實現(xiàn)各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)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

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)具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到合理地保護，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。報警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場微機保護與監(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攀枝花銀泰城北地塊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(yīng)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

隨著電力系統(tǒng)正向著高可靠性、高自動化、高信息化水平方向迅猛發(fā)展，對電網(wǎng)的監(jiān)控已成為國內(nèi)外高度重視的關(guān)鍵問題，特別是電力系統(tǒng)中起著控制和保護等重要作用的開關(guān)柜的監(jiān)控。智能配電監(jiān)控保護類、監(jiān)測類和防誤閉鎖產(chǎn)品解決方案對于供配電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用，尤其是微機保護裝置在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位，它能夠反映設(shè)備的故障和不正常工作狀態(tài)并自動迅速地、有選擇性地動作于斷路器將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，保證無故障設(shè)備繼續(xù)正常運行，將事故限制在很小范圍，提高系統(tǒng)運行的可靠性，很大限度地保證向用戶安全、連續(xù)供電。本文針對項目中不同保護對象提供對應(yīng)的保護功能和監(jiān)測功能，并且通過電力監(jiān)控系統(tǒng)采集相關(guān)遙測、遙信數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，配合五防系統(tǒng)能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值守。

根據(jù)客戶需求及項目實際情況，本項目智能化設(shè)計一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)分為三層架構(gòu)：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、站控層。

設(shè)備層：現(xiàn)場電力系統(tǒng)的測量控制部分，即微機保護裝置、電力儀表等關(guān)鍵設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)層：完成監(jiān)控系統(tǒng)通信所涉及的底層通信鏈路(如 RS485)、通信轉(zhuǎn)換設(shè)備(如通信管理機)以及頂層通信鏈路(如光纖以太網(wǎng)、TCP/IP 網(wǎng)絡(luò))等的總稱。這一部分是連接現(xiàn)場層和管理層的紐帶環(huán)節(jié)。

站控層：接受現(xiàn)場采集層上傳的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)分析、轉(zhuǎn)換、存儲，并以數(shù)字、曲線、報表等形式顯示在屏幕上。便于電力監(jiān)管人員能夠在辦公室通過計算機遠方瀏覽監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)和調(diào)看各種運行報表。

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)攀枝花銀泰城北地塊現(xiàn)場實際情況，6間變配電所的微機綜保和多功能儀表采用屏蔽雙絞線分47根總線分別接至當(dāng)前變電所內(nèi)的采集箱的通訊管理機上，再經(jīng)光纖傳輸至值班的后臺主機處,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：

值班室拓撲圖

1#配電室拓撲圖

2#配電室拓撲圖

3#配電室拓撲圖

4#配電室拓撲圖

5#配電室拓撲圖

6#配電室拓撲圖

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。在攀枝花銀泰城北地塊項目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)現(xiàn)場微機保護及低壓多功能儀表等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(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)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以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設(shè)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)測攀枝花銀泰城北地塊項目變電所內(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。

高壓一次圖

低壓一次圖

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

參數(shù)抄表功能，主要對10KV配電柜及低壓配電各回路的電參數(shù)進行查詢。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。

用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段分回路的電度累計查詢，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。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。

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，綠色表示通訊異常。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

負荷曲線界面，可以查詢各個回路的歷史功率負荷曲線。

權(quán)限管理，可以給不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，防止越權(quán)操作。

4 結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，商業(yè)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)在攀枝花銀泰城北地塊項目的應(yīng)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，保證了商業(yè)建筑的用電可靠度。
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