安(an)科瑞 繆凱倫 陳聰(cong) 陳正(zheng)

摘(zhai)要(yao)：介紹蘇(su)州一(yi)科(ke)大廈，采(cai)用智能電(dian)力儀(yi)表、采(cai)集配電(dian)現場(chang)的各種電(dian)參(can)量和開關信號。系統采(cai)用現場(chang)就(jiu)地組(zu)網(wang)的方式(shi)，組(zu)網(wang)后通過(guo)現場(chang)總線通訊并遠傳(chuan)至后臺(tai)，通過(guo)Acrel-3000型電(dian)能管理(li)系統實現樓層配電(dian)箱配電(dian)回路(lu)用電(dian)的實時(shi)監控和管理(li)。

關鍵詞：蘇州一科大廈;樓層配電箱;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統;

0 概述

蘇州(zhou)一科大廈項目由一科城市投(tou)資(zi)發展有(you)限公司(si)投(tou)資(zi)建(jian)設的商業綜(zong)合體，位于江蘇省蘇州(zhou)市區向陽路南側(ce)、運星物流(liu)東側(ce)，用地面(mian)積7330.7平(ping)方(fang)米，建(jian)筑(zhu)面(mian)積26134平(ping)方(fang)米。

本次項目主要(yao)涉及(ji)蘇州(zhou)一科大廈其中(zhong)的的強、弱兩個(ge)電井內(nei)的多功能電表以及(ji)導軌計(ji)量(liang)表，其中(zhong)值(zhi)班(ban)室置于(yu)2層消控室。

1、需求分析

為保證生產管理(li)用(yong)電負荷的(de)統計與分析及對(dui)危險源實時(shi)(shi)(shi)監控(kong)(kong)。需要(yao)對(dui)項目現(xian)場的(de)樓層配電箱等(deng)電氣設備進行(xing)(xing)電壓、電流、功(gong)率等(deng)參(can)數(shu)進行(xing)(xing)實時(shi)(shi)(shi)在(zai)線(xian)監控(kong)(kong)。一旦監控(kong)(kong)點被監視(shi)參(can)數(shu)異常(chang)，能(neng)(neng)夠及時(shi)(shi)(shi)檢(jian)測(ce)報警，有關人員(yuan)采(cai)取必(bi)要(yao)的(de)措施，避(bi)免安全(quan)事故的(de)發生。自(zi)動(dong)抄表功(gong)能(neng)(neng)節省了人力(li)物(wu)力(li)，功(gong)率趨勢曲線(xian)功(gong)能(neng)(neng)能(neng)(neng)夠直觀(guan)的(de)顯(xian)示各(ge)回(hui)(hui)路(lu)的(de)工作狀態(tai)與時(shi)(shi)(shi)間(jian)，方便用(yong)戶找出非正常(chang)用(yong)電回(hui)(hui)路(lu)并且及時(shi)(shi)(shi)進行(xing)(xing)整(zheng)改(gai)，建立電能(neng)(neng)多級(ji)計量體(ti)系提供用(yong)能(neng)(neng)分析依(yi)據。

本(ben)技術條(tiao)件適用于一科大(da)廈的(de)樓(lou)層配(pei)電箱。供方產品(pin)應具有高(gao)安全(quan)性(xing)與可靠性(xing)、易于擴展(zhan)、便于維(wei)修與維(wei)護。供方提供的(de)產品(pin)應至少滿(man)足本(ben)技術條(tiao)件，但不僅(jin)于此，其技術性(xing)能應滿(man)足對(dui)樓(lou)層配(pei)電箱數據監控的(de)要求。

數據采集

自動采集現場所有電量(liang)儀表的模擬量(liang)數據，自動采集現場開關(guan)狀態以及故障狀態等(deng)開關(guan)量(liang)數據。

支持實(shi)時采(cai)集(ji)、自動周期采(cai)集(ji)（定時采(cai)集(ji)）可(ke)配置(zhi)周期（1分鐘～24小時）。

支持數據(ju)傳(chuan)輸(shu)正確性檢驗，異常數據(ju)自動(dong)處(chu)理。

支持(chi)多線程處(chu)理機制(zhi)，提(ti)高(gao)數據(ju)采(cai)集效率，能(neng)同時對(dui)多個設備進行數據(ju)采(cai)集。

數據(ju)實時顯(xian)(xian)示采(cai)用配電箱主接線圖直(zhi)觀顯(xian)(xian)示模式(shi)，各回路開關斷合以及故(gu)障(zhang)狀態直(zhi)觀可見。

數據分析與處理

數據(ju)的綜合統計、分析需要實現(xian)以下功能：

各設(she)備(bei)用電(dian)數(shu)據小時(shi)、日、月、年等(deng)時(shi)間(jian)段內的統(tong)計(ji)、計(ji)算。

各設(she)備的用電負荷(he)（有功、無功）平均值計算。

統計各分站(zhan)及(ji)整體(ti)的用電量(liang)（有功、無功）。

數據查詢與展示

要求能(neng)方便實現客戶端(duan)查詢(xun)和(he)各(ge)(ge)級管理(li)人(ren)員的查詢(xun)，查詢(xun)界面(mian)能(neng)適應各(ge)(ge)級管理(li)人(ren)員的要求能(neng)夠支持靈(ling)活的條件組合查詢(xun)和(he)對比分(fen)析，各(ge)(ge)類統計分(fen)析的數據可靈(ling)活采用(yong)報(bao)表等(deng)多種圖表方式直觀的展(zhan)示功能(neng)。

數據展示功(gong)能按照不(bu)同(tong)(tong)用戶(hu)的不(bu)同(tong)(tong)的權限(xian)，分為操作(zuo)層、管(guan)理層、決策層三層用能展示。

操作層具備用能分析(xi)、累(lei)計用量、實時監測、運行(xing)記錄及比(bi)例、對比(bi)、對標分析(xi)等(deng)功能。

管理層具備用能數據統(tong)計和(he)分(fen)(fen)(fen)析、分(fen)(fen)(fen)類分(fen)(fen)(fen)項的對比、對標分(fen)(fen)(fen)析等(deng)功能。

決策層具備用(yong)能(neng)數據分析、數據刪除、數據庫導(dao)入/導(dao)出等功能(neng)。

權限管理

要求對不同用戶賦予不同角(jiao)色的權限，能(neng)(neng)授權到(dao)功能(neng)(neng)子菜單(dan)、具體檔(dang)案記錄(lu)、數據記錄(lu)等。

系(xi)統要求(qiu)具備合理完(wan)善的(de)用戶安(an)全控(kong)制機(ji)制，能使應用環境中的(de)信(xin)息資(zi)源得到有效地(di)保護，防止(zhi)信(xin)息的(de)丟(diu)失、失竊和破壞(huai)。

節能改造及效果評估

要求為生產節能改(gai)造(zao)提供數據支撐，并能提供節能改(gai)造(zao)前(qian)后的(de)效(xiao)果評(ping)估(gu)。

參數設置

可通過采集柜設(she)置各(ge)回(hui)路(lu)互感器變比，各(ge)種電(dian)流電(dian)壓保(bao)護整定值。

故(gu)障(zhang)判(pan)斷(duan)與報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)具有故(gu)障(zhang)自(zi)動(dong)判(pan)斷(duan)并采用聲光(guang)方(fang)式報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)功能。報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)類型包括開關故(gu)障(zhang)，電(dian)壓、電(dian)流超(chao)限，現(xian)場采集模塊通訊故(gu)障(zhang)，與監控(kong)系統通訊故(gu)障(zhang)等。報(bao)(bao)(bao)警(jing)(jing)時(shi)(shi)(shi)間自(zi)動(dong)記入系統數據庫(ku)，方(fang)便用戶查詢，工作(zuo)人員可(ke)(ke)隨(sui)時(shi)(shi)(shi)掌握變配電(dian)站(zhan)實時(shi)(shi)(shi)運行狀(zhuang)態，發(fa)現(xian)變配電(dian)運行故(gu)障(zhang)并作(zuo)出相應處理(li)，提(ti)高變配電(dian)的管理(li)效(xiao)率，提(ti)升電(dian)力系統安全性(xing)、可(ke)(ke)靠(kao)性(xing)。

2、系統方案

安科瑞Acrel-3000系(xi)統(tong)根據蘇州一(yi)科大(da)廈(sha)現(xian)場實(shi)際情(qing)況，整體(ti)網(wang)絡結構采(cai)用屏蔽雙(shuang)絞線直接接至強、弱電(dian)井內對應的數據采(cai)集(ji)器(qi)然后通過網(wang)線直接接至開(kai)閉所的監控主機，保障了電(dian)能管理監控系(xi)統(tong)傳輸的穩定性與實(shi)時性。如下(xia)圖所示(shi)：站控管理層(ceng)、網(wang)絡通訊層(ceng)和現(xian)場設備層(ceng)。

現場強(qiang)電(dian)井(jing)內共(gong)計8只ACR120EL、69只DTSF1352分(fen)為4條RS485總線(xian)(xian)接(jie)至強(qiang)電(dian)井(jing)的(de)串(chuan)口(kou)服務(wu)器，弱電(dian)井(jing)內共(gong)計7只ACR120EL、56只DTSF1352分(fen)為4條RS485總線(xian)(xian)接(jie)至弱電(dian)井(jing)串(chuan)口(kou)服務(wu)器，之后強(qiang)、弱電(dian)井(jing)的(de)串(chuan)口(kou)服務(wu)器均(jun)通過網線(xian)(xian)拉至值班室連(lian)接(jie)到監控主(zhu)機實現總線(xian)(xian)上儀表與監控主(zhu)機的(de)數據連(lian)通。

1）站控管理層

站控管理(li)層針(zhen)對(dui)電力監控系統的管理(li)人(ren)員，是(shi)人(ren)機交互的直(zhi)接窗口。在一科大廈工程中主(zhu)要指(zhi)置于(yu)二(er)層消控室(shi)的監控主(zhu)機。

2）網絡通訊層

通訊層主(zhu)要(yao)是(shi)由Nport5610-8兩臺、以太網(wang)設(she)備及總線(xian)網(wang)絡組成。Nport5610-8串口(kou)服務器(qi)主(zhu)要(yao)功能(neng)(neng)是(shi)監測現場智能(neng)(neng)儀表；以太網(wang)設(she)備及總線(xian)網(wang)絡的主(zhu)要(yao)功能(neng)(neng)是(shi)實現分站(zhan)與主(zhu)站(zhan)之(zhi)間的數據交互(hu)，使配(pei)電系統(tong)管理(li)集(ji)中化、信息化、智能(neng)(neng)化，提高了配(pei)電系統(tong)的安全性、可靠性和穩定性，達到(dao)了無人值守的目的。

3）現場設備層

現場設備層是數據采(cai)集終端，主(zhu)要由智能(neng)儀表組(zu)成，智能(neng)儀表通過屏蔽雙絞線(xian)RS485接口，采(cai)用MODBUS通訊協議(yi)總(zong)線(xian)型(xing)連接接入通訊服務(wu)器，經通訊服務(wu)器到達該配電間(jian)監控主(zhu)機進行組(zu)網(wang)，實現遠程(cheng)控制。

智能儀表現場連接示意

現場儀(yi)(yi)表以手拉手方(fang)式通(tong)過屏蔽雙(shuang)絞線(xian)(RVSP2*1.0)進行通(tong)訊連接，每根總線(xian)連接智能(neng)儀(yi)(yi)表數量在(zai)20只(zhi)左右，不同(tong)種類(lei)的智能(neng)裝置連接在(zai)不同(tong)的總線(xian)上(shang)，然后將數據上(shang)傳至串口服務(wu)器Nport5610-8，進而將數據上(shang)傳至當地監控終端(duan)。具(ju)體(ti)連接示(shi)意圖如(ru)下(xia)所示(shi)：

進(jin)線回(hui)(hui)路采用ACR120EL多功(gong)(gong)能液(ye)晶顯(xian)示(shi)儀(yi)表，出線回(hui)(hui)路采用DTSF1352/C導軌(gui)計量表，能夠測量所有常規電力參數，如：三(san)相(xiang)電壓、電流、有功(gong)(gong)功(gong)(gong)率、無(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率、功(gong)(gong)率因(yin)數、頻率、有功(gong)(gong)電度、無(wu)功(gong)(gong)電度。

3、系統功能

變(bian)電(dian)(dian)所(suo)實(shi)時監(jian)控系統(tong)圖(tu)為主監(jian)控畫面，主要實(shi)時監(jian)測變(bian)電(dian)(dian)所(suo)所(suo)有(you)回路的(de)運行狀態，紅色代(dai)表合閘，綠色代(dai)表分閘。在系統(tong)圖(tu)中可以(yi)直觀的(de)看到(dao)每(mei)路進線(xian)(xian)和出線(xian)(xian)的(de)運行參數(shu)(shu)和狀態，可以(yi)看到(dao)變(bian)壓(ya)器出線(xian)(xian)側的(de)所(suo)有(you)常規電(dian)(dian)力參數(shu)(shu)，如：三相(xiang)電(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)流(liu)、有(you)功(gong)功(gong)率、無(wu)功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數(shu)(shu)、頻(pin)率、有(you)功(gong)電(dian)(dian)度等。如下圖(tu)所(suo)示：

樓層一次系統圖

   遙信和遙測報警(jing)功能(neng)，主要完成對(dui)低壓各出線(xian)(xian)回(hui)路的開關(guan)運(yun)行狀態和負載(zai)進(jin)線(xian)(xian)監(jian)控，對(dui)開關(guan)變位和負載(zai)越(yue)限彈出報警(jing)界面指(zhi)示具(ju)體的報警(jing)位置(zhi)并(bing)聲音報警(jing)，提(ti)醒值班人(ren)員及時處理。負載(zai)越(yue)限值在相(xiang)應權限下(xia)可自由設置(zhi)。具(ju)備歷史查詢功能(neng)，如(ru)下(xia)圖所示：

報警功能歷史(shi)查詢

  事件告警(jing)記錄功能，主要完成對查詢時間(jian)段內(nei)出現的報警(jing)信息(xi)事件記錄以及發生時間(jian)，為值班人員提供依據并(bing)且分析(xi)事故發生的原因，如下圖(tu)所示：

報警功能實時查詢

   參數(shu)(shu)(shu)抄(chao)表(biao)(biao)功能(neng)，主要對低壓(ya)(ya)各出(chu)線回路(lu)的電(dian)參數(shu)(shu)(shu)進(jin)線查(cha)詢(xun)。支持任意時(shi)刻電(dian)參數(shu)(shu)(shu)查(cha)詢(xun)，具備數(shu)(shu)(shu)據導出(chu)和(he)報(bao)表(biao)(biao)打印等功能(neng)。該報(bao)表(biao)(biao)查(cha)詢(xun)一科(ke)大(da)廈樓層配電(dian)箱進(jin)出(chu)線各低壓(ya)(ya)回路(lu)的電(dian)參數(shu)(shu)(shu)，主要包括：三相電(dian)流、有功功率和(he)有功電(dian)度(du)。該報(bao)表(biao)(biao)各回路(lu)名稱(cheng)和(he)數(shu)(shu)(shu)據庫關聯(lian)，方便用(yong)戶(hu)修改回路(lu)名稱(cheng)。如下圖(tu)所示(shi)

電參數抄表

用電(dian)量報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)(neng)，可(ke)選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電(dian)度累計查詢，具備數據導出和(he)報(bao)表(biao)打(da)印等功(gong)能(neng)(neng)。為值(zhi)班人員提供了可(ke)靠的(de)電(dian)能(neng)(neng)報(bao)表(biao)。該(gai)報(bao)表(biao)各(ge)回(hui)(hui)路(lu)名稱和(he)數據庫(ku)關聯(lian)，方(fang)便用戶(hu)修改回(hui)(hui)路(lu)名稱。如(ru)下圖所示，顯示辦公樓實驗樓配電(dian)回(hui)(hui)路(lu)的(de)用電(dian)量，用戶(hu)可(ke)以直接打(da)印報(bao)表(biao)，可(ke)以以EXCEL格式另存到(dao)其他位置。 如(ru)下圖所示：

電能報表

   系(xi)(xi)統(tong)通訊結構示意(yi)圖(tu)，主要顯示系(xi)(xi)統(tong)的(de)組網(wang)結構，系(xi)(xi)統(tong)采(cai)用分層分布式(shi)結構，同(tong)時監測間隔(ge)層設備的(de)通信(xin)狀(zhuang)態。紅色(se)表(biao)示通訊正常，綠色(se)表(biao)示通訊故障。下圖(tu)為(wei)變(bian)電所通訊狀(zhuang)態示意(yi)圖(tu)。

通訊結構示意圖

負(fu)荷(he)趨勢曲線(xian)界面中可直(zhi)觀(guan)的(de)查看(kan)回(hui)路的(de)負(fu)荷(he)運行(xing)情況。查看(kan)實時(shi)和(he)歷史(shi)趨勢曲線(xian)，點擊畫(hua)面相應按鈕或菜單項(xiang)可以完成相應功(gong)(gong)能的(de)切換；幫助用戶進線(xian)趨勢分(fen)析和(he)故障(zhang)追憶，具備(bei)曲線(xian)打印功(gong)(gong)能。為分(fen)析整個(ge)系(xi)統的(de)運行(xing)狀況提供了直(zhi)觀(guan)而方便的(de)軟(ruan)件支(zhi)持。如下(xia)圖所示：

趨勢曲線圖

4  結束語

在當今配電(dian)(dian)(dian)設施的(de)(de)(de)應用(yong)中，商業(ye)廣場大樓(lou)(lou)項目的(de)(de)(de)配電(dian)(dian)(dian)安全性至關重要，本文介紹的(de)(de)(de)Acrel-3000電(dian)(dian)(dian)能(neng)管理系(xi)統在蘇州(zhou)一科大廈的(de)(de)(de)應用(yong)，可(ke)(ke)以實現對(dui)樓(lou)(lou)層配電(dian)(dian)(dian)箱供(gong)配電(dian)(dian)(dian)回路(lu)用(yong)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)實時(shi)監控，不僅能(neng)顯示(shi)回路(lu)用(yong)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)(zhuang)況，還(huan)具有網絡通訊功能(neng)，可(ke)(ke)以與(yu)串口服務(wu)器、計算機等(deng)組成(cheng)電(dian)(dian)(dian)能(neng)管理系(xi)統。系(xi)統實現對(dui)采集數據的(de)(de)(de)分析(xi)、處(chu)理，實時(shi)顯示(shi)樓(lou)(lou)層配電(dian)(dian)(dian)箱內(nei)各配電(dian)(dian)(dian)回路(lu)的(de)(de)(de)運行狀(zhuang)(zhuang)態，對(dui)負載越限具有彈出報警(jing)對(dui)話框、語音(yin)提示(shi)，并生成(cheng)各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)能(neng)報表、分析(xi)曲線(xian)、圖(tu)形等(deng)，便于(yu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)遠程(cheng)抄(chao)表以及分析(xi)、研究，該系(xi)統運行安全、可(ke)(ke)靠(kao)、穩(wen)定，為商業(ye)廣場項目解決用(yong)電(dian)(dian)(dian)問題(ti)提供(gong)了(le)真實可(ke)(ke)靠(kao)的(de)(de)(de)依(yi)據，取(qu)得了(le)較好的(de)(de)(de)企業(ye)效益。