摘(zhai)要：介紹安丘婦(fu)幼保健(jian)院電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)管(guan)理系統(tong)，采用智能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)力儀(yi)表采集配電(dian)(dian)現(xian)場(chang)的(de)各種電(dian)(dian)參量和(he)(he)開關信號。系統(tong)采用現(xian)場(chang)就地組網的(de)方(fang)式，組網后通過現(xian)場(chang)總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型(xing)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)管(guan)理系統(tong)實現(xian)配電(dian)(dian)回路用電(dian)(dian)的(de)實時監控(kong)和(he)(he)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)管(guan)理。

關鍵詞(ci)：醫(yi)院;安丘婦幼(you)保健院;樓(lou)層;智能電力(li)儀(yi)表;Acrel-3000型(xing)；電能管理(li)系統

0  概述

本(ben)項目為安(an)丘婦(fu)幼(you)(you)保(bao)(bao)健(jian)院二期工程電能管(guan)(guan)理系(xi)統(tong)。根據配(pei)(pei)電系(xi)統(tong)管(guan)(guan)理的(de)(de)要(yao)求，需要(yao)對安(an)丘婦(fu)幼(you)(you)保(bao)(bao)健(jian)院一棟主樓和(he)兩(liang)棟裙樓的(de)(de)樓層配(pei)(pei)電箱回路進(jin)行電能管(guan)(guan)理，以保(bao)(bao)證用電的(de)(de)安(an)全、可靠。

Acrel-3000型(xing)低壓智能配(pei)(pei)電(dian)(dian)系統，對變(bian)配(pei)(pei)電(dian)(dian)系統進行分散(san)(san)數據采集和集中(zhong)監(jian)控(kong)管(guan)(guan)理(li)。對配(pei)(pei)電(dian)(dian)系統的二次設備(bei)進行組網(wang)，通過計算機和通訊網(wang)絡，將分散(san)(san)的配(pei)(pei)電(dian)(dian)所的現(xian)場設備(bei)連接為一(yi)個有機的整體，實現(xian)電(dian)(dian)網(wang)運行的遠程(cheng)監(jian)控(kong)和集中(zhong)管(guan)(guan)理(li).

1  系(xi)統結(jie)構描述

本(ben)監控系統主(zhu)要實現安(an)丘婦(fu)幼保健院的(de)(de)(de)樓(lou)層0.4kV配電系統進行用電監控與電能管理。該系統總(zong)(zong)計有163只PZ72L-E4/C，分7條(tiao)總(zong)(zong)線(xian)，其(qi)中主(zhu)樓(lou)3條(tiao)總(zong)(zong)線(xian)通過(guo)屏蔽雙絞線(xian)接至采集(ji)箱后通過(guo)光(guang)纖網絡傳(chuan)輸至后臺，西區裙樓(lou)兩條(tiao)總(zong)(zong)線(xian)先通過(guo)采集(ji)箱數據(ju)采集(ji)和處理，后光(guang)纖傳(chuan)輸數據(ju)至后臺，東區裙樓(lou)也是兩條(tiao)總(zong)(zong)線(xian)，傳(chuan)輸方式(shi)和西區一致，從而(er)值班室的(de)(de)(de)監控主(zhu)機實現總(zong)(zong)線(xian)上儀表與監控主(zhu)機的(de)(de)(de)數據(ju)連(lian)通。

本(ben)監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊(xun)層與間隔層；

如圖（1）所示：

圖（1）網絡拓撲圖

間隔設備(bei)層主(zhu)要為：多功(gong)能網絡電力儀表。這些裝置分別對應(ying)相應(ying)的一次設備(bei)安裝在電氣柜(ju)內，這些裝置均采(cai)用RS485通(tong)訊(xun)接口，通(tong)過(guo)現場MODBUS總線組網通(tong)訊(xun)，實現數(shu)據現場采(cai)集。

網絡通(tong)訊(xun)層(ceng)主要(yao)為：通(tong)訊(xun)服務器(qi)(qi)，其主要(yao)功能為把分散在現(xian)(xian)場采集裝置(zhi)集中采集，同時遠傳(chuan)至(zhi)站控層(ceng)，完成現(xian)(xian)場層(ceng)和站控層(ceng)之間的數據交互。光電轉換器(qi)(qi)，將通(tong)訊(xun)傳(chuan)輸距離(li)延長，并保證(zheng)通(tong)訊(xun)的穩(wen)定(ding)。

站控管理層(ceng)：設有(you)高性能工業計算(suan)機(ji)(ji)、顯(xian)示(shi)器、UPS電源(yuan)、打印機(ji)(ji)等設備。監控系統(tong)安裝在計算(suan)機(ji)(ji)上，集中(zhong)采集顯(xian)示(shi)現場設備運(yun)行狀況，以人機(ji)(ji)交互的形式顯(xian)示(shi)給用戶(hu)。

以上網絡(luo)儀表(biao)均采(cai)用(yong)RS485接(jie)口(kou)和MODBUS-RTU通(tong)訊協議，RS485采(cai)用(yong)屏蔽線傳輸(shu)，一(yi)般都采(cai)用(yong)二(er)根連線，接(jie)線簡單方(fang)便；通(tong)訊接(jie)口(kou)是(shi)半雙(shuang)工通(tong)信即通(tong)信的(de)雙(shuang)方(fang)都可(ke)以接(jie)收(shou)、發送(song)數(shu)據但是(shi)在(zai)同一(yi)時刻只能發送(song)或接(jie)收(shou)數(shu)據，數(shu)據傳輸(shu)速率為10Mbps。

RS485接(jie)口是采用平衡驅(qu)動器和差分接(jie)收器的(de)組合，抗噪聲干擾能力(li)增強(qiang)，總(zong)線上允許(xu)連接(jie)多達32個設備，傳輸距離為1.2km。

2  電能管理系(xi)統主要(yao)功能

2.1  數據采集與處理

數據(ju)采集是配電(dian)監控的基(ji)礎，數據(ju)采集主要由底層多功能網(wang)絡儀(yi)表采集完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)，實現(xian)遠程數據(ju)的本地實時顯示。需要完(wan)(wan)成(cheng)(cheng)采集的信號包(bao)括：三相(xiang)電(dian)壓U、三相(xiang)電(dian)流I、頻率(lv)Hz、功率(lv)P、功率(lv)因數COSφ、電(dian)度(du)Epi、遠程設備運(yun)行狀態等數據(ju)。

數(shu)據(ju)處理主要(yao)(yao)是把(ba)按要(yao)(yao)求采(cai)(cai)集(ji)到的(de)(de)電參量(liang)實時準確(que)的(de)(de)顯(xian)示給用戶(hu)，達到配電監控的(de)(de)自動(dong)化(hua)化(hua)和智能化(hua)要(yao)(yao)求，同時把(ba)采(cai)(cai)集(ji)到的(de)(de)數(shu)據(ju)存入數(shu)據(ju)庫供(gong)用戶(hu)查(cha)詢。

2.2  人機交(jiao)互

系(xi)統提供簡(jian)單、易用(yong)(yong)、良好(hao)的(de)用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)界(jie)面(mian)。采用(yong)(yong)全(quan)中(zhong)文界(jie)面(mian)，CAD圖(tu)形顯(xian)(xian)示(shi)低(di)壓(ya)配電(dian)系(xi)統電(dian)氣一次主接(jie)線圖(tu)，顯(xian)(xian)示(shi)配電(dian)系(xi)統設備狀態及(ji)相應實時運行參數(shu)，畫面(mian)定時輪巡切換；畫面(mian)實時動(dong)態刷新(xin)；模(mo)擬(ni)量顯(xian)(xian)示(shi)；開關(guan)量顯(xian)(xian)示(shi)；連(lian)續記錄顯(xian)(xian)示(shi)等(deng)。

2.3  歷史(shi)事件

歷(li)史事件(jian)(jian)查看(kan)界面主要(yao)(yao)(yao)為(wei)用戶(hu)查看(kan)曾經發(fa)生(sheng)過的(de)故障記錄(lu)(lu)(lu)、信號記錄(lu)(lu)(lu)、操作記錄(lu)(lu)(lu)、越限記錄(lu)(lu)(lu)提供方便友好的(de)人機(ji)交互，通(tong)過歷(li)史事件(jian)(jian)查看(kan)平(ping)臺，您可以根據自己的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)和查詢條件(jian)(jian)方便定位您所要(yao)(yao)(yao)查看(kan)的(de)歷(li)史事件(jian)(jian)，為(wei)您把握整個系統的(de)運行情況(kuang)提供了良好的(de)軟件(jian)(jian)支持。

2.4  數據庫(ku)建立與(yu)查詢

主要完成遙測量和遙信量定(ding)(ding)時采集(ji)，并且(qie)建立數據庫，定(ding)(ding)期生成報(bao)表，以供用戶查詢(xun)打印(yin)。

2.5  用戶權限(xian)管理

針對不(bu)同級別(bie)的(de)(de)用(yong)戶(hu)，設(she)置不(bu)同的(de)(de)權限組，防止因(yin)人(ren)為誤操作給生(sheng)(sheng)產，生(sheng)(sheng)活(huo)帶(dai)來(lai)的(de)(de)損失，實(shi)現配電系統(tong)的(de)(de)安全(quan)，可靠運行。可以通過(guo)用(yong)戶(hu)管理進行用(yong)戶(hu)登(deng)錄、用(yong)戶(hu)注(zhu)銷、修改密碼、添加刪除(chu)等操作，方(fang)便用(yong)戶(hu)對賬(zhang)號和權限的(de)(de)修改。

2.6  運行(xing)負(fu)荷曲線

負(fu)荷(he)趨勢(shi)(shi)曲線功(gong)(gong)能主要負(fu)責(ze)定時采集進線及重要回路電流和功(gong)(gong)率(lv)負(fu)荷(he)參量，自動生(sheng)成(cheng)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)趨勢(shi)(shi)曲線的，方便用戶及時了解設備的運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)狀(zhuang)況(kuang)。點擊畫面相應按鈕或(huo)菜單項可以完成(cheng)相應功(gong)(gong)能的切換(huan)；可以查看(kan)實時趨勢(shi)(shi)曲線或(huo)歷史趨勢(shi)(shi)線；對所選曲線可以進行(xing)平移(yi)、縮放(fang)、量程變(bian)換(huan)等操(cao)作，幫助用戶進線趨勢(shi)(shi)分析(xi)和故障(zhang)追憶，為分析(xi)整個系統的運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)提供了直觀(guan)而方便的軟件支持。

2.7  遠程報表(biao)查(cha)詢

報表(biao)管理程序的(de)(de)主要功能(neng)是根(gen)(gen)據(ju)(ju)用(yong)戶(hu)的(de)(de)需要設計(ji)報表(biao)樣式，把系統(tong)中(zhong)處理的(de)(de)數據(ju)(ju)經(jing)過篩選(xuan)、組合和(he)統(tong)計(ji)生(sheng)成(cheng)用(yong)戶(hu)需要的(de)(de)報表(biao)數據(ju)(ju)。本程序還(huan)可(ke)以根(gen)(gen)據(ju)(ju)用(yong)戶(hu)的(de)(de)需要對(dui)報表(biao)文件采用(yong)定時保存(cun)、打(da)印(yin)(yin)或(huo)者召喚保存(cun)、打(da)印(yin)(yin)模式。同(tong)時本程序還(huan)向用(yong)戶(hu)提供了(le)對(dui)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)報表(biao)文件管理功能(neng)。

報表具有自由設置查(cha)詢時間實現日、月、年的電能(neng)統(tong)計，數(shu)據導出和報表打印等功能(neng)。

3  案例分析

安丘婦幼保健院(yuan)電(dian)(dian)能管理系統針對樓(lou)層配電(dian)(dian)箱的0.4kV配電(dian)(dian)系統進行電(dian)(dian)能管理。

樓層配(pei)電(dian)(dian)箱(xiang)采用PZ72L-E4/C系(xi)列網絡電(dian)(dian)力(li)儀(yi)表(biao)，該儀(yi)表(biao)主要測(ce)量所有(you)常規電(dian)(dian)力(li)參數，如：三相電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流、有(you)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)、無(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)、功(gong)(gong)率(lv)因數、頻(pin)率(lv)、有(you)功(gong)(gong)電(dian)(dian)度(du)、無(wu)功(gong)(gong)電(dian)(dian)度(du)。

低壓(ya)配電(dian)二(er)次圖見(jian)圖（2），功(gong)能(neng)(neng)有電(dian)量(liang)遙(yao)測(ce)主要監測(ce)運(yun)行(xing)設(she)備的電(dian)參量(liang)，其中包括：線三相(xiang)電(dian)壓(ya)，電(dian)流(liu)，功(gong)率(lv)，功(gong)率(lv)因數(shu)，電(dian)能(neng)(neng)，頻率(lv)等(deng)電(dian)參量(liang)及(ji)配出(chu)回路(lu)的三相(xiang)電(dian)流(liu)；遙(yao)信功(gong)能(neng)(neng)實(shi)現(xian)顯示現(xian)場設(she)備的運(yun)行(xing)狀態，主要包括：開關的分、合閘運(yun)行(xing)狀態和通訊(xun)故障報警；斷(duan)路(lu)器變位時(shi)會發出(chu)報警信號，提醒用戶及(ji)時(shi)處理故障。

圖(tu)（2）低(di)壓配電二(er)次圖(tu)

遙(yao)信(xin)和(he)遙(yao)測報警功(gong)能，主要(yao)完成對低壓各出線回(hui)路的(de)開(kai)關運行(xing)狀態和(he)負(fu)(fu)載(zai)(zai)進線監控，對開(kai)關變位(wei)和(he)負(fu)(fu)載(zai)(zai)越限(xian)彈出報警界面指示(shi)具(ju)體的(de)報警位(wei)置并聲音報警，提醒值班(ban)人(ren)員及(ji)時處理(li)。負(fu)(fu)載(zai)(zai)越限(xian)值在(zai)相應權(quan)限(xian)下(xia)可自由(you)設置。具(ju)備歷史查詢功(gong)能。見圖（3）。

圖（3） 實時和歷史遙(yao)冊遙(yao)信報警(jing)信息

參數(shu)(shu)抄表(biao)功能，主要對低(di)(di)壓(ya)(ya)各出線回(hui)路(lu)(lu)(lu)的電(dian)參數(shu)(shu)進線查詢(xun)。支持任意時刻電(dian)參數(shu)(shu)查詢(xun)，具備數(shu)(shu)據(ju)導出和(he)報表(biao)打印等功能。該報表(biao)查詢(xun)供兩個變電(dian)所4臺變壓(ya)(ya)器(qi)出線各低(di)(di)壓(ya)(ya)回(hui)路(lu)(lu)(lu)的電(dian)參數(shu)(shu)，主要包括：三(san)相電(dian)流、有(you)功功率和(he)有(you)功電(dian)度及變壓(ya)(ya)器(qi)溫度。該報表(biao)各回(hui)路(lu)(lu)(lu)名稱和(he)數(shu)(shu)據(ju)庫關(guan)聯，方便用戶(hu)修(xiu)改(gai)回(hui)路(lu)(lu)(lu)名稱。見(jian)圖（4）。

圖（4） 參數抄表

用(yong)電(dian)量報(bao)表(biao)(biao)(biao)功(gong)能，可選擇(ze)時間段進行查詢(xun)，支持任意時間段電(dian)度累(lei)計查詢(xun)，具備(bei)數據導出和報(bao)表(biao)(biao)(biao)打(da)(da)印(yin)等功(gong)能。為(wei)值班人員提供了可靠的電(dian)能報(bao)表(biao)(biao)(biao)。該(gai)報(bao)表(biao)(biao)(biao)各回(hui)路名稱(cheng)和數據庫(ku)關聯，方(fang)便用(yong)戶(hu)修改(gai)回(hui)路名稱(cheng)。如下圖所示(shi)，顯示(shi)某段時間內(nei)的各配電(dian)回(hui)路的用(yong)電(dian)量，用(yong)戶(hu)可以直接打(da)(da)印(yin)報(bao)表(biao)(biao)(biao)，可以以EXCEL格式另存到其他位置(zhi)。 見圖（5）。

圖（5） 電能報表

系(xi)(xi)統(tong)通(tong)訊結構示(shi)意圖，主要(yao)顯示(shi)系(xi)(xi)統(tong)的組網結構，系(xi)(xi)統(tong)采用(yong)分(fen)層分(fen)布(bu)式(shi)結構，同時監測間隔層設備的通(tong)信狀(zhuang)態(tai)。紅(hong)色表(biao)(biao)示(shi)通(tong)訊正常，綠色表(biao)(biao)示(shi)通(tong)訊故(gu)障。見圖（6）。

圖(tu)（6）系統通訊結(jie)構示意圖(tu)

負荷趨(qu)(qu)勢曲(qu)線界面(mian)中可直(zhi)觀的查看回路的負荷運行情(qing)況。查看實時(shi)和(he)歷史趨(qu)(qu)勢曲(qu)線，點擊畫面(mian)相(xiang)應按鈕(niu)或菜單(dan)項可以完成相(xiang)應功(gong)(gong)能的切換(huan)；幫(bang)助用戶進(jin)線趨(qu)(qu)勢分(fen)析和(he)故障追憶，具備曲(qu)線打印(yin)功(gong)(gong)能。為分(fen)析整個系統(tong)的運行狀況提供了直(zhi)觀而方便的軟件(jian)支持。見圖（7）。

圖（7）趨勢曲線圖

4  結(jie)束語(yu)

隨著社(she)會的(de)(de)發展及電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力的(de)(de)廣泛應用(yong)(yong)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)已成(cheng)為全(quan)國各(ge)地工程項目、標志(zhi)性建筑/大(da)型公共設施等大(da)面積多變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所用(yong)(yong)戶的(de)(de)必(bi)然選擇，本(ben)文(wen)介紹(shao)的(de)(de)Acrel-3000電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)在安丘婦幼保健院的(de)(de)應用(yong)(yong)，可以實(shi)現對(dui)(dui)樓層低壓配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回(hui)路(lu)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理，不(bu)僅能(neng)顯示(shi)回(hui)路(lu)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)(zhuang)況(kuang)，還具有網(wang)絡通訊(xun)功能(neng)，可以與串口服(fu)務器(qi)、計算機等組成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)。系(xi)(xi)統(tong)(tong)實(shi)現對(dui)(dui)采集數據的(de)(de)分(fen)析(xi)、處理，實(shi)時顯示(shi)樓層各(ge)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回(hui)路(lu)的(de)(de)運行(xing)狀(zhuang)(zhuang)態，對(dui)(dui)分(fen)合閘、負載越(yue)限具有彈出報警對(dui)(dui)話(hua)框及語音提(ti)示(shi)，并生成(cheng)各(ge)種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)報表、分(fen)析(xi)曲線、圖形等，便(bian)于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)遠程抄表以及分(fen)析(xi)、研究。該(gai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)運行(xing)安全(quan)、可靠、穩(wen)定(ding)，為變(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所用(yong)(yong)戶解決用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)問題(ti)提(ti)供(gong)了(le)真實(shi)可靠的(de)(de)依據，取(qu)得了(le)較(jiao)好的(de)(de)社(she)會效益。