安科瑞 繆凱倫

摘要：介紹上海(hai)財(cai)經大學本部國定路校(xiao)區檔案(an)館，采用綜(zong)合(he)保(bao)護裝置、智能(neng)電(dian)力儀表，采集(ji)配電(dian)現(xian)場的(de)(de)各種電(dian)參量(liang)和(he)狀態信號。系(xi)統采用現(xian)場就地組網的(de)(de)方式，組網后通過(guo)(guo)現(xian)場總線(xian)通訊(xun)并(bing)遠傳至后臺，通過(guo)(guo)Acrel-2000電(dian)力監(jian)控系(xi)統實(shi)現(xian)變(bian)電(dian)所變(bian)配電(dian)回路用電(dian)的(de)(de)實(shi)時監(jian)控和(he)管理。

關鍵詞：上海財(cai)經大學；10KV變(bian)配電所；綜合保(bao)護裝置；智能電力(li)儀表；Acrel-2000；電力(li)監控系統。

0、概述

??上海財經大學占地面積826畝，設有三個(ge)校(xiao)區，主(zhu)校(xiao)區位(wei)于國定路(lu)(lu)(lu)777號，中山北一路(lu)(lu)(lu)校(xiao)區位(wei)于中山北一路(lu)(lu)(lu)369號，昆山路(lu)(lu)(lu)校(xiao)區位(wei)于昆山路(lu)(lu)(lu)146號。

??本項(xiang)目承接其國(guo)定路(lu)校區檔案館變(bian)(bian)配電(dian)所電(dian)力監控系(xi)(xi)(xi)統搭建(jian)，檔案館總共有2路(lu)10KV進線(xian)，經2臺2000KVA變(bian)(bian)壓器變(bian)(bian)壓后對整個(ge)檔案館進行供電(dian)，變(bian)(bian)電(dian)站內綜合(he)保(bao)護裝(zhuang)置(zhi)、溫控儀、多功能儀表等設備采用RS485總線(xian)組網(wang)接入電(dian)力監控系(xi)(xi)(xi)統，系(xi)(xi)(xi)統主機安裝(zhuang)在變(bian)(bian)電(dian)站內值班室。

1、需求分析

??電力監控系統需要實現數據(ju)集中管理(li)、分析處理(li)。軟(ruan)件大概功能要求如下：

??電(dian)壓、電(dian)流、功率(lv)、功率(lv)因(yin)數及頻率(lv)等(deng)監測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上(shang)顯示該(gai)回路各電(dian)參量、回路名稱等(deng)信息。

??對各回路(lu)的電(dian)流繪制趨勢曲線，便(bian)于分析該回路(lu)配電(dian)運行工況。

??對各回路的(de)電能(neng)集(ji)抄(chao)功能(neng)，并(bing)可生成時間(jian)段內符合客戶(hu)管理需求(qiu)的(de)用電報表(biao)。

??對各回路(lu)儀表進行實時通訊狀態顯示。

??多用戶權(quan)限管理(li)，便于(yu)分(fen)級操作(zuo)。

??本(ben)技術(shu)(shu)條件適用于(yu)上海財經大學本(ben)部國定路校區檔案館的變配電室(shi)。供(gong)(gong)方產品應具有(you)高安全性與可靠性、易于(yu)擴展、便于(yu)維(wei)修與維(wei)護。供(gong)(gong)方提供(gong)(gong)的產品應至(zhi)少滿足本(ben)技術(shu)(shu)條件，但不(bu)僅僅于(yu)此(ci)，其(qi)技術(shu)(shu)性能應滿足對配電室(shi)數據監控的要求。

2、系統方案

??監(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)系統(tong)主(zhu)要(yao)實(shi)現(xian)對(dui)上海財經(jing)大學本(ben)部國定路校區檔案(an)館變(bian)(bian)配(pei)電進行用電監(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)與電能(neng)管理(li)。監(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)范圍為變(bian)(bian)配(pei)電所(suo)的(de)綜(zong)合保(bao)護(hu)裝置(zhi)(zhi)、溫控(kong)(kong)(kong)(kong)儀(yi)、多功能(neng)儀(yi)表。系統(tong)接入(ru)變(bian)(bian)配(pei)電所(suo)6塊綜(zong)合保(bao)護(hu)裝置(zhi)(zhi)，29塊PZ96-E4/KC多功能(neng)儀(yi)表，2塊變(bian)(bian)壓器溫控(kong)(kong)(kong)(kong)儀(yi)，共分5條總(zong)線，總(zong)線直接接入(ru)本(ben)變(bian)(bian)電所(suo)內(nei)串口(kou)服(fu)務(wu)器，通(tong)過網絡上傳數據至(zhi)變(bian)(bian)電所(suo)值班室主(zhu)機(ji)，從而(er)在監(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)主(zhu)機(ji)上實(shi)現(xian)總(zong)線上儀(yi)表與監(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)主(zhu)機(ji)的(de)數據連通(tong)。如下圖所(suo)示：站(zhan)控(kong)(kong)(kong)(kong)管理(li)層、網絡通(tong)訊層和現(xian)場設備層。

系統網絡拓撲圖

1） 站控管理層

??站控(kong)(kong)管理層針對(dui)電(dian)力監控(kong)(kong)系(xi)統的管理人(ren)員，是人(ren)機(ji)交互(hu)的直接窗口。在主要(yao)指(zhi)置于值班室的工控(kong)(kong)機(ji)、顯示器(qi)、UPS等。

2） 網絡通訊層

??通訊層主要(yao)(yao)是(shi)由協(xie)議隔離轉(zhuan)換器(qi)及總(zong)線(xian)網絡(luo)組成。協(xie)議隔離轉(zhuan)換器(qi)主要(yao)(yao)功能(neng)(neng)是(shi)監(jian)測現場智能(neng)(neng)儀表、綜合保護裝置、變(bian)壓器(qi)溫(wen)控儀；總(zong)線(xian)網絡(luo)的主要(yao)(yao)功能(neng)(neng)是(shi)實現數據交互，使(shi)配電系(xi)統管理集中化(hua)、信(xin)息化(hua)、智能(neng)(neng)化(hua)，大大提(ti)高了配電系(xi)統的安全性(xing)、可靠(kao)性(xing)和穩(wen)定性(xing)，達到了無人值守的目(mu)的。

3） 現場設備層

??現場設備(bei)層是數據采(cai)集終(zhong)端，主(zhu)要(yao)由安科瑞智能儀表PZ96-E4/KC、綜(zong)合保護(hu)裝置、直流屏、變(bian)壓(ya)器(qi)溫控(kong)儀組成(cheng)，儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采(cai)用(yong)MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務(wu)(wu)器(qi)，經(jing)通訊服務(wu)(wu)器(qi)到達該配電間監控(kong)主(zhu)機進(jin)行組網，實現遠程監控(kong)。

智(zhi)能(neng)儀表(biao)現場連接示意

??現場儀(yi)(yi)表以手拉手方式(shi)通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jin)行通訊連接，每根總線連接智能儀(yi)(yi)表數量在25只(zhi)左右，然后將數據上(shang)傳(chuan)至串口服務器(qi)，進(jin)而(er)將數據上(shang)傳(chuan)至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

3、系統功能

功能特點

??本系(xi)統(tong)(tong)采用全(quan)中文(wen)界(jie)面，操作簡單方便；運行(xing)穩定(ding)可(ke)靠；系(xi)統(tong)(tong)具有一次系(xi)統(tong)(tong)圖顯示(shi)，模擬圖顯示(shi)和網絡結構(gou)圖顯示(shi)；系(xi)統(tong)(tong)提供了(le)友好的人機交(jiao)互界(jie)面，一切操作均可(ke)在界(jie)面上進行(xing)，而且具有遠(yuan)程顯示(shi)功能。

登錄界面

??為保(bao)障系統(tong)(tong)安全穩定(ding)運(yun)(yun)行(xing)(xing)，設置了(le)用(yong)戶權(quan)限(xian)管理(li)功能。通過用(yong)戶權(quan)限(xian)管理(li)能夠防止未經授權(quan)的(de)操(cao)作(zuo)（如配電回路名(ming)稱修改等）。定(ding)義不同級(ji)(ji)別(bie)用(yong)戶的(de)登錄名(ming)、密碼及操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)，為系統(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)維護管理(li)提(ti)供可(ke)(ke)靠(kao)的(de)安全保(bao)障。將用(yong)戶的(de)級(ji)(ji)別(bie)分為操(cao)作(zuo)工、工程(cheng)師、系統(tong)(tong)管理(li)員這三個等級(ji)(ji)，每個等級(ji)(ji)可(ke)(ke)以單獨賦給不同的(de)操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)，包括進入運(yun)(yun)行(xing)(xing)、退出(chu)運(yun)(yun)行(xing)(xing)、報表管理(li)。系統(tong)(tong)管理(li)員為等級(ji)(ji)用(yong)戶，用(yong)戶可(ke)(ke)以添加、刪(shan)除(chu)別(bie)的(de)用(yong)戶。

監控系(xi)統界面分為(wei)三塊，標題界面、配電系(xi)統界面和菜單切換界面。

??標題界面中顯示當前(qian)登錄用戶及系(xi)統當前(qian)時間。

??系統(tong)界(jie)面中(zhong)顯示當前界(jie)面對應各(ge)種參數。

??菜單(dan)切換(huan)界面(mian)排布的(de)按鈕為系統各個功能切換(huan)按鈕。不同的(de)功能按鈕，可(ke)進(jin)入相應的(de)功能界面(mian)。

配電監測界面

配電監測功能

??可查看各配電回(hui)路的分布(bu)和連接情況(kuang)以及主要的電參(can)量。主要數(shu)據(ju)包括：三相(xiang)電流，電能。在母線（既(ji)圖中(zhong)橫線）上方數(shu)字（如(ru)：1P1）代表開關柜

??當選擇以(yi)“管理員"身份(fen)登錄系統(tong)后(hou)，可在系統(tong)一次圖中點(dian)擊回(hui)路名(ming)稱(cheng)，直接對回(hui)路名(ming)稱(cheng)進行(xing)修改，修改后(hou)系統(tong)會自動(dong)保存。

通訊狀態

??實(shi)時(shi)顯(xian)示接入(ru)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)各(ge)設備(bei)的(de)通(tong)訊狀(zhuang)態，能夠完整的(de)顯(xian)示整個系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)網(wang)絡結(jie)構，可在(zai)線診斷系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)網(wang)絡通(tong)訊狀(zhuang)態，發生網(wang)絡故(gu)障(zhang)(zhang)時(shi)能自動在(zai)屏幕(mu)上顯(xian)示故(gu)障(zhang)(zhang)單(dan)元和故(gu)障(zhang)(zhang)部位。從而(er)方便(bian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)維護人員(yuan)實(shi)時(shi)掌(zhang)握現(xian)場(chang)各(ge)設備(bei)的(de)通(tong)訊狀(zhuang)態，對出現(xian)異(yi)常的(de)設備(bei)及時(shi)維護，保證系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)穩定運(yun)行。

通訊狀態圖

??通訊(xun)狀態能夠看到整個(ge)系(xi)統的(de)分(fen)布(bu)式(shi)網絡結構，該系(xi)統具有網絡診斷功能。能實時(shi)監(jian)控系(xi)統網絡通訊(xun)狀態，出現(xian)網絡故障時(shi)，系(xi)統自(zi)動顯示故障線(xian)路及(ji)具體單元。紅(hong)色表示通訊(xun)正常，綠色表示儀表通訊(xun)出線(xian)故障。及(ji)時(shi)通知(zhi)維系(xi)人員進行查詢故障原因。

電參量報表

??實時電(dian)力(li)參(can)數(shu)(shu)和歷(li)史電(dian)力(li)參(can)數(shu)(shu)的(de)存儲和管理功(gong)能(neng)，所有實時采(cai)集(ji)的(de)數(shu)(shu)據(ju)、順序事件記(ji)錄(lu)等均可保存到實時數(shu)(shu)據(ju)庫。在監控畫(hua)面中能(neng)夠自定義需要查詢的(de)參(can)數(shu)(shu)、查詢的(de)時間段或選擇查詢近更(geng)新的(de)記(ji)錄(lu)數(shu)(shu)等，并通(tong)過報表(biao)方式顯示出來。該功(gong)能(neng)方便用戶進(jin)行(xing)事故追溯查詢。

??設置需要查詢(xun)的時間，點擊查詢(xun)按鈕即可查詢(xun)歷史某時刻的各(ge)個回(hui)路的電參(can)量報表。主要數據包括：三相電壓(ya)、三相電流、有功功率(lv)、無功功率(lv)、功率(lv)補償(chang)因(yin)數、電能。

??該報表包含所有的回路。幫助用戶了解(jie)每個時(shi)刻(ke)系統(tong)運行中是(shi)否(fou)(fou)出現電(dian)壓(ya)不穩(wen)定，電(dian)流越限，功率、功率因數是(shi)否(fou)(fou)符合要求。以此為依據，對(dui)系統(tong)進行更好(hao)的管(guan)理(li)和優化。

??報表(biao)可(ke)以以電子表(biao)格(ge)的方(fang)式導出，同(tong)時具備打印(yin)功能。點擊打印(yin)報表(biao)，按需要(yao)即可(ke)打印(yin)報表(biao)。

電能報表

??以豐富的(de)數據報表(biao)(biao)體(ti)現(xian)計(ji)(ji)(ji)量(liang)體(ti)系的(de)完整(zheng)性。系統具備各回路定時抄(chao)表(biao)(biao)匯總(zong)統計(ji)(ji)(ji)功能，用戶可(ke)以自由查詢自系統正常(chang)運行以來任意時間段(duan)內各配電(dian)(dian)節(jie)點的(de)用電(dian)(dian)情況，即該節(jie)點進線用電(dian)(dian)量(liang)與各分支回路消耗電(dian)(dian)量(liang)的(de)統計(ji)(ji)(ji)分析(xi)報表(biao)(biao)。該功能使得用電(dian)(dian)可(ke)視透明，并(bing)在用電(dian)(dian)誤差偏大時可(ke)追溯，維護計(ji)(ji)(ji)量(liang)體(ti)系的(de)正確性。

電能報表功能

??用電(dian)量的管(guan)理(li)以(yi)報表形(xing)式呈(cheng)現(xian)，該報表可以(yi)呈(cheng)現(xian)系統運行期間的任意時(shi)間段內的各回(hui)路(lu)用電(dian)，每個進線回(hui)路(lu)及它所帶的出(chu)線回(hui)路(lu)制(zhi)作在一張表內，可方便查(cha)詢(xun)。

??通過調節開始時間(jian)和結束時間(jian)，即可顯示此時間(jian)段內(nei)的用(yong)電(dian)量(liang)。

??該(gai)報表可以(yi)以(yi)電子表格的方式(shi)導(dao)出，同時具(ju)備(bei)打印功能。

電流越限設置

??對配(pei)電(dian)(dian)系統每個回路設計了電(dian)(dian)流(liu)越限設置。便(bian)于配(pei)電(dian)(dian)維護(hu)人員及時(shi)根據現場用電(dian)(dian)需求變(bian)更用電(dian)(dian)電(dian)(dian)流(liu)設置限值，當發生電(dian)(dian)流(liu)越限，及時(shi)控制(zhi)回路用電(dian)(dian)，確保供(gong)電(dian)(dian)可靠性，為用戶單位的用能權益(yi)提供(gong)保障(zhang)。

電流越限設置

報警及事件

實時報警

??實時報(bao)警窗口(kou)監測系(xi)統(tong)所采集的(de)遙測量。報(bao)警窗口(kou)會在系(xi)統(tong)運行時自動打開，并一直隱藏(zang)在后臺。

??當(dang)有電流或者電壓越限，并(bing)且觸及報警(jing)(jing)界*，“相應實(shi)時報警(jing)(jing)"窗口就會自動彈出，并(bing)以紅色字體顯示具體的報警(jing)(jing)信息：回路名、越限的電參量、報警(jing)(jing)值等。

歷史報警

??通過調節開始時(shi)間(jian)(jian)和(he)結束時(shi)間(jian)(jian)，即可(ke)查詢到(dao)過去(qu)任意時(shi)間(jian)(jian)段內的(de)系(xi)統報警(jing)(jing)信(xin)(xin)息(xi)，包括(kuo)遙測報警(jing)(jing)和(he)遙信(xin)(xin)報警(jing)(jing)，還包括(kuo)具體的(de)報警(jing)(jing)時(shi)間(jian)(jian)，報警(jing)(jing)類型，報警(jing)(jing)內容等。

4、結束語

??在當今配(pei)電(dian)(dian)(dian)設施(shi)的(de)應(ying)用(yong)(yong)中(zhong)，變電(dian)(dian)(dian)所的(de)配(pei)電(dian)(dian)(dian)安全(quan)(quan)性至(zhi)關重要，本文介紹的(de)Acrel-2000電(dian)(dian)(dian)力監控系(xi)統(tong)(tong)在上(shang)海財經大學本部(bu)國定路(lu)校區檔案館(guan)的(de)應(ying)用(yong)(yong)，可(ke)(ke)以實(shi)現對變電(dian)(dian)(dian)所供配(pei)電(dian)(dian)(dian)回(hui)路(lu)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)的(de)實(shi)時監控，不僅能(neng)(neng)顯(xian)示回(hui)路(lu)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)況，還具有(you)網絡通訊功能(neng)(neng)，可(ke)(ke)以與串口服務器、計算(suan)機等組(zu)成電(dian)(dian)(dian)力監控系(xi)統(tong)(tong)。系(xi)統(tong)(tong)實(shi)現對采(cai)集(ji)數據(ju)(ju)的(de)分析(xi)、處理，實(shi)時顯(xian)示變電(dian)(dian)(dian)所內(nei)各(ge)配(pei)電(dian)(dian)(dian)回(hui)路(lu)的(de)運行狀(zhuang)態，對分合閘、負載越限具有(you)彈(dan)出報警對話框(kuang)、語(yu)音提(ti)示、短信報警燈，并(bing)生成各(ge)種電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)報表、分析(xi)曲線(xian)、圖形等，便于(yu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)遠程(cheng)抄(chao)表以及分析(xi)、研究，該系(xi)統(tong)(tong)運行安全(quan)(quan)、可(ke)(ke)靠、穩定，為解決用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)問題提(ti)供了真實(shi)可(ke)(ke)靠的(de)依據(ju)(ju)。