哈醫大一院電力監控系統

倪中明
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘    要：本文介紹基于Acrel-3000電力監控軟件和電力監控儀表，設計并實現了一套分散式采集和集中控制管理的自動化報警系統。系統實現遠程精細化及時性報警，避免因停電造成醫療事故，提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優點。
關鍵詞：電力監控軟件；四遙單元；及時性報警；應用

0　 概述
　　當前，國內很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實現分散供電，給整個系統的運行管理帶來了很多的不便，計算機技術和網絡通信技術日趨成熟，配電系統測量、控制等功能的智能化、網絡化已是發展的必然趨勢，配電系統運行中的各種問題可以通過微機全面解決。
　　智能化配電系統由開關配以具有通信功能的智能化元件經數字通信與計算機系統網絡連接，實現對分散分布的低壓電纜分接箱內開關設備運行的自動化管理。系統可實現數據的實時采集、數字通信與程序控制及設備維護信息管理等功能。
　　本文以哈醫大一院電力監控系統為例子，簡單介紹以下變電站的智能化管理。

1　 系統分析
　　哈爾濱醫科大學附屬第一醫院始建于1949年，是集醫療、教學、科研為一體的大型綜合性三級甲等醫院。作為黑龍江全省最大的醫療中心，醫療專科設置齊全，技術力量雄厚。醫院設有門診部、住院處、急診急救中心、遠程會診中心等業務機構，共有87個臨床科室，24個醫技科室，擁有開放床位3,524張。2009年門、急診量達164萬人次，出院人數11.8萬人次，手術量近5.8萬例次。醫院同時承擔著副省級以上領導及重要外賓的保健、診療任務。
　　哈醫大一院電力監控系統項目是2010年7月份開始的項目，旨在通過該系統實現哈醫大一院的故障報警檢測，實現遠程精細化及時性，避免因停電造成醫療事故。
　　項目啟動前買方需提供配電系統一次系統圖、平面圖、二次系統圖等，以供賣方設計參考。賣方按照買方的實際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；系統負荷等主要功能，實際細化功能賣方可以根據買方的使用習慣和需求做可行性修改。
　　整個系統采用網絡分布式結構，監控主機位于報告廳和外科樓的地下一層的動力中心中。該項目實現了哈醫大一院2個樓內遠程精細化及時性報警。設計方案為2個樓內的2個配電室，儀表數據通過485接口，MODBUS通訊協議經數據采集器輸送到值班室主機。

2　 系統的結構   
　　本系統采用分層分布式計算機網絡結構即站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
　　現場設備為：PZ系列多功能網絡電力儀表和ARTU四遙單元。這些裝置分別對應安裝在電氣柜內，經RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。
　　網絡通訊層設備為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控管理層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
　　站控管理層設備為：高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
　　以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

3　 Acrel-3000電力監控組態軟件解決方案 
　　Acrel-3000電力監控組態軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網絡應用中，所有應用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據完全相同，通過“組態”的方式可以縮短自動化工程師的系統集成的時間，提高集成效率。
　　該系統實施后，實現了各類用電設備的一次系統圖顯示，進線回路電能報表、以及進線回路的負荷用電趨勢、所有回路的分合閘斷電報警、圖表分別見圖1、2、3、4。

圖1　系統一次圖

　　系統一次圖：直觀地顯示低壓系統各回路的狀況，在斷電或分合閘時一次圖上綠色刀閘會自動變為紅色而且會有提示框彈出并伴隨聲音報警。
 

圖2　實時電參量

　　實時電參量：低壓各回路三相電流、電壓、功率、頻率、電能數據等查詢、打印及導出。

圖3　報警查詢

　　分合閘報警信息：各重要回路分合閘遙信報警，實時報警及歷史報警查詢。

圖4　彈出式提示框

　　彈出式提示框：彈出式提示框可顯示回路名稱，故障報警原因。
 

　　系統特點：通訊線接點少，畫面顯示直觀，數據刷新快，及時反應現場設備的運行狀況，同時系統操作簡單，方便用戶使用，各種功能可根據用戶的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。

4　 結束語
　　在電力監控系統中配置網絡電力儀表，具有實施簡明，投資少等顯著優點，可以方便和實時地監控配電系統的運行狀態，對現場的用電設備進行統一管理，免去工作人員到現場記錄的繁瑣工作，系統對各種用電設備的歷史運行數據和狀態進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。同時，根據建立的電能計量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計劃，采取節能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻
[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

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