安科瑞 繆凱倫

摘(zhai)要：齊魯工(gong)業大學項目(mu)，采(cai)(cai)用(yong)智能電(dian)(dian)力儀表、采(cai)(cai)集配電(dian)(dian)現(xian)場的(de)各(ge)種電(dian)(dian)參量和(he)開關信號(hao)。系統采(cai)(cai)用(yong)現(xian)場就地組網的(de)方式，組網后(hou)通(tong)過現(xian)場總(zong)線(xian)通(tong)訊并(bing)遠傳至后(hou)臺，通(tong)過Acrel-3000型電(dian)(dian)能管理系統實現(xian)配電(dian)(dian)所(suo)配電(dian)(dian)回路用(yong)電(dian)(dian)的(de)實時監(jian)控和(he)管理。

關鍵詞：齊魯工業大學 ;配電所 ;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統;
0概述
??齊魯工業大學菏澤校區項目建設地點在菏澤市北外環以北、規劃植物園以東、規劃牡丹路以西、日東高速以南。規劃用地總規模1435畝，其中項目占地面積1204畝，總建筑面積47萬平方米，總投資24億元。項目將分兩期完成，一期按在校生6000人，占地568畝建設；二期達到15000人規模，全部工程將在2018年底竣工。
本(ben)次項目承接其變配(pei)電(dian)的電(dian)能管理(li)系統(tong)，包括1個35/10kV變電(dian)站，4個10/0.4kV變配(pei)電(dian)所，監控(kong)主機位于35/10kV主站監控(kong)室內(nei)。

1需求分析
??為保證教學管理用電負荷的統計分析、對危險源實時監控，需要對學校變電所的高低壓配電柜進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監控，一旦監控點被顯示參數異常，能夠及時發出報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。Acrel-3000電能管理系統具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。
數據采集
??自動采集現場所有電量儀表的模擬量數據，自動采集現場開關狀態以及故障狀態等開關量數據。
??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，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。
??數據實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關斷合以及故障狀態直觀可見。
數據分析與處理
??數據的綜合統計、分析需要實現以下功能：
??各設備用電數據小時、日、月、年等時間段內的統計、計算。統計各分站及整體的用電量。
數據查詢與展示
??要求能方便實現客戶端查詢和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和對比分析，各類統計分析的數據可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。
??數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權限管理
??要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。
??系統要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。
參數設置
??可通過采集柜設置各回路互感器變比，各種電流電壓保護整定值。
??故(gu)(gu)(gu)障(zhang)判斷與(yu)報(bao)警具有故(gu)(gu)(gu)障(zhang)自動(dong)判斷并(bing)采用(yong)聲光方式報(bao)警功能。報(bao)警類(lei)型(xing)包括開關故(gu)(gu)(gu)障(zhang)，電(dian)壓、電(dian)流超(chao)限(xian)，現場(chang)采集模塊(kuai)通訊(xun)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)，與(yu)監(jian)控系統(tong)通訊(xun)故(gu)(gu)(gu)障(zhang)等(deng)。報(bao)警時間(jian)自動(dong)記入(ru)系統(tong)數(shu)據(ju)庫，方便用(yong)戶(hu)查詢，工作(zuo)(zuo)人員可(ke)隨時掌握變配電(dian)站實????時運行狀態(tai)，發現變配電(dian)運行故(gu)(gu)(gu)障(zhang)并(bing)作(zuo)(zuo)出(chu)相(xiang)應處(chu)理(li)，提高(gao)變配電(dian)的管(guan)理(li)效率，提升電(dian)力系統(tong)安全性(xing)、可(ke)靠性(xing)。

2  系統方案
??Acrel-3000電(dian)(dian)能(neng)管理系統(tong)根(gen)據齊魯工業大(da)學現(xian)場實(shi)際情(qing)況(kuang)，整體網絡結構采(cai)用(yong)屏蔽雙(shuang)絞線直接(jie)接(jie)至配電(dian)(dian)所的(de)(de)串口服務器然(ran)后(hou)直接(jie)接(jie)至監控(kong)(kong)室(shi)的(de)(de)監控(kong)(kong)主機，保障了配電(dian)(dian)所電(dian)(dian)能(neng)管理系統(tong)傳輸的(de)(de)穩定性(xing)與(yu)實(shi)時性(xing)。如下圖(tu)所示：站控(kong)(kong)管理層(ceng)、網絡通訊層(ceng)和現(xian)場設備(bei)層(ceng)。

系統結構圖

??現場變配電所共有18只PZ80-E4/CK進線電力儀表和494只AMC72L-E4/CK出線電力儀表，共17條RS485總線接至變配電所的4臺串口服務器，串口服務器直接通過超五類網線或光纖接至監控室的監控主機。
1）站控管理層
??站控管理層針對電能管理系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在本項目中指置于變配電站內監控室的工控監控主機。
2）網絡通訊層
??通訊層主要是由4臺串口服務器、以太網設備及總線網絡組成。串口服務器主要功能是監測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現各配電室與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無人值守的目的。
3）現場設備層
??現場設備層是數據采集終端，主要由智能電力儀表組成，智能設備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型接入串口服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控制。
智能裝置現場連接示意
現場裝置以(yi)手拉(la)手方式通(tong)過(guo)屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通(tong)訊(xun)連(lian)接(jie)(jie)，每根總(zong)線連(lian)接(jie)(jie)智(zhi)能裝置數(shu)量20只左右，不(bu)同(tong)種類的智(zhi)能裝置連(lian)接(jie)(jie)在不(bu)同(tong)的總(zong)線上，然(ran)后將數(shu)據上傳至串口服務器，進而(er)將數(shu)據上傳至監控室工控機。具體連(lian)接(jie)(jie)示意圖(tu)如下所(suo)示：

通訊線路連接示意圖

??0.4kV進線回路采用PZ80-E4/CK多功能智能儀表，出線回路采用AMC72L-E4/CK智能儀表，兩者都是針對電力系統、公共設施、智能大廈的電能管理需求而設計的網絡電力儀表，能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。
所有(you)智能設備均能通過總線傳(chuan)輸滿足與監控主(zhu)機數據交互的要求。

3  系統功能
??配電(dian)(dian)(dian)所實時(shi)監控(kong)系統圖為(wei)主監控(kong)畫面(mian)，主要實時(shi)監測配電(dian)(dian)(dian)所所有回路(lu)的(de)運行狀態。在(zai)系統圖中可(ke)以直觀的(de)看到(dao)每路(lu)進線(xian)和出(chu)(chu)線(xian)的(de)運行參(can)數(shu)和狀態，可(ke)以看到(dao)變壓器出(chu)(chu)線(xian)側的(de)所有常規電(dian)(dian)(dian)力參(can)數(shu)，如：三相(xiang)電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流、有功(gong)功(gong)率(lv)、無功(gong)功(gong)率(lv)、功(gong)率(lv)因數(shu)、頻率(lv)、有功(gong)電(dian)(dian)(dian)度等。如下圖所示：

配電所一次系統圖

??參數(shu)(shu)(shu)抄表(biao)功(gong)能，主要對低壓(ya)各出(chu)(chu)線(xian)回(hui)路(lu)的(de)電(dian)參數(shu)(shu)(shu)進(jin)線(xian)查詢。支持任意時刻電(dian)參數(shu)(shu)(shu)查詢，具備(bei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)導出(chu)(chu)和(he)報表(biao)打印等功(gong)能。該報表(biao)查詢齊魯(lu)工業大學(xue)配電(dian)所變壓(ya)器進(jin)出(chu)(chu)線(xian)各低壓(ya)回(hui)路(lu)的(de)電(dian)參數(shu)(shu)(shu)，主要包(bao)括(kuo)：三相電(dian)流、有功(gong)功(gong)率(lv)和(he)有功(gong)電(dian)度。該報表(biao)各回(hui)路(lu)名稱和(he)數(shu)(shu)(shu)據(ju)庫(ku)關聯，方(fang)便用戶修改(gai)回(hui)路(lu)名稱。如下圖所示：

電參數抄表

??用(yong)電(dian)量(liang)(liang)報表(biao)功(gong)能(neng)(neng)(neng)，可(ke)(ke)選擇(ze)時間段(duan)進(jin)行(xing)查詢，支持(chi)任(ren)意(yi)時間段(duan)電(dian)度累計查詢，具備數據導出和報表(biao)打印等功(gong)能(neng)(neng)(neng)。為(wei)值班人員提(ti)供了可(ke)(ke)靠的電(dian)能(neng)(neng)(neng)報表(biao)。該報表(biao)各回路名(ming)稱和數據庫關聯，方(fang)便用(yong)戶(hu)修改回路名(ming)稱。如下圖(tu)所示(shi)，顯示(shi)配電(dian)回路的用(yong)電(dian)量(liang)(liang)，用(yong)戶(hu)可(ke)(ke)以(yi)直(zhi)接打印報表(biao)，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)另存到其他(ta)位置以(yi)供其他(ta)用(yong)途。 如下圖(tu)所示(shi)：

電能報表

??系(xi)統通(tong)訊結(jie)構示意圖，主要顯示系(xi)統的組(zu)網結(jie)構，系(xi)統采(cai)用分層分布式結(jie)構，同時監測間(jian)隔層設備的通(tong)信狀態(tai)。紅色表示通(tong)訊正常(chang)，綠(lv)色表示通(tong)訊異常(chang)。下(xia)圖為變配(pei)電站通(tong)訊狀態(tai)示意圖。

通訊結構示意圖

??趨勢曲線可直觀的(de)查(cha)看回路的(de)負荷運(yun)行(xing)情況。查(cha)看實時和(he)歷(li)史趨勢曲線，點擊畫面相應(ying)按鈕(niu)或(huo)菜單項可以完成相應(ying)功能(neng)的(de)切換(huan)；幫助用(yong)戶(hu)進行(xing)趨勢分析(xi)和(he)故(gu)障追憶，具備曲線打印功能(neng)。為分析(xi)整個(ge)系統的(de)運(yun)行(xing)狀況提供了直觀而方便的(de)軟件支持。如下圖所示：

趨勢曲線圖

4  結束語
??在(zai)當今配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)設(she)施(shi)的(de)(de)應用(yong)中，公建高校建筑群項目的(de)(de)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)安全性(xing)至關(guan)重要，本(ben)文介紹的(de)(de)Acrel-3000電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)管理(li)(li)系(xi)統在(zai)齊(qi)魯工業大(da)學的(de)(de)應用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)(shi)現對(dui)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所供配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回路(lu)(lu)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)實(shi)(shi)時(shi)監控，不(bu)僅能(neng)(neng)(neng)(neng)顯(xian)示回路(lu)(lu)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)狀況，還具有網(wang)絡(luo)通訊功能(neng)(neng)(neng)(neng)，可(ke)以(yi)與串口服務器(qi)、計(ji)算機等(deng)(deng)組成提供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)管理(li)(li)功能(neng)(neng)(neng)(neng)，系(xi)統實(shi)(shi)現對(dui)采(cai)集(ji)數(shu)據的(de)(de)分析、處理(li)(li)，實(shi)(shi)時(shi)顯(xian)示配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)所內各(ge)配電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)回路(lu)(lu)的(de)(de)運(yun)行(xing)狀態(tai)，并生成各(ge)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)報(bao)表、分析曲線、圖形等(deng)(deng)，便于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)遠程抄表以(yi)及分析、研究，該系(xi)統運(yun)行(xing)安全、可(ke)靠、穩定(ding)，為高校用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)分析和監控提供了真實(shi)(shi)可(ke)靠的(de)(de)依據。