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摘要：介紹成都高新孵化園改造項目電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表對公司原有配電現(xiàn)場的改造，通過總線型組網(wǎng)方式，將現(xiàn)場各種電參量集中采集，上傳至后臺監(jiān)控主機，進行智能化組網(wǎng)。Acrel-2000系統(tǒng)在高新孵化園改造項目的應用，加強了公司配電系統(tǒng)的安全可靠性，也為公司節(jié)約了大量了人力成本，實現(xiàn)了公司配電系統(tǒng)智能化。
關鍵詞： 電力監(jiān)控；智能電力儀表；Acrel-2000系統(tǒng)；改造
0 引言
九十年代中后期隨著計算機、網(wǎng)絡、通信技術的發(fā)展，以及微機型繼電保護裝置的大量采用和變電站監(jiān)控系統(tǒng)在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在新建和擴建的變電站建設中得到較為廣泛采用。該系統(tǒng)通常采用分層分布式結構，按間隔設計，擴充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護小室，小室內I/O單元通過現(xiàn)場總線連接，并與站控層通過光纖連接，抗干擾能力強，大大地減少了控制電纜的使用和敷設數(shù)量。
本課題提出了利用上海安科瑞電氣股份有限公司網(wǎng)絡電能管理儀表和Acrel-2000組態(tài)軟件研制了一套適用于辦公樓的高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。該課題的研究和實施，可實現(xiàn)辦公樓高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理。對于提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟運行指標，促進供電系統(tǒng)管理的科學化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實意義。
1 項目概況
成都高新孵化園位于高新區(qū)天府大道北段1480號，地處天府新城核心地段，距成都雙流機場僅10分鐘，距天府廣場僅15分鐘，道路暢通，交通發(fā)達。根據(jù)高新區(qū)城市規(guī)劃，未來成都超甲級商務寫字樓將在此鱗次櫛比，共享尖端寫字樓優(yōu)勢配套資源，商務形象比肩全球商務氛圍。另外這一片區(qū)也將成為成都乃至西部金融機構聚集核心區(qū)，集住宅區(qū)、城市公園、shoppingmall、專賣店、精品餐廳、星級酒店、企業(yè)家club、金融會所、金融博覽等全面商業(yè)配套為一體、共同構建的多功能城市綜合體。
本項目為改造項目，供配電分為高壓和低壓部分，高壓10kV配電為主，而低壓部分以10/0.4kV變電站及低壓配電為主。針對高新孵化園高壓配電房和低壓配電房（其中2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房）、452個監(jiān)測點、346個待改造回路進行設計改造。監(jiān)控室設置在高壓配電房值班室內。
系統(tǒng)采用分層分布式結構，在高壓配電房設置一臺4口的通訊管理機，采用RS485總線將網(wǎng)絡儀表接入通訊管理機，直接與交換機相連，進行數(shù)據(jù)上傳；在每個低壓配電室設置一臺16口通訊管理機，采用RS485總線將網(wǎng)絡儀表接入通訊管理機，再通過光纖傳輸，將采集的所有現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控主機，實現(xiàn)遠程電參量實時監(jiān)測。
2 用戶需求
根據(jù)與甲方溝通，共同確定現(xiàn)場系統(tǒng)需求如下：
1、實時數(shù)據(jù)采集功能及處理：系統(tǒng)能夠對現(xiàn)場現(xiàn)有的遙測量、遙信量等進行實時和定時數(shù)據(jù)采集，定時數(shù)據(jù)可根據(jù)設定的時間間隔自動轉存硬盤，生成歷史數(shù)據(jù)庫。
2、屏幕顯示功能：系統(tǒng)動態(tài)刷新顯示主接線圖，對各開關運行狀態(tài)，在線運行參數(shù)，網(wǎng)絡通訊狀態(tài)，曲線趨勢等采用模擬圖的方式實時顯示。運行狀態(tài)監(jiān)視圖分為主接線圖（主畫面、分畫面）、負荷曲線圖以及用戶推出的其它需要顯示的運行狀態(tài)畫面。
3、報表記錄及打印功能：系統(tǒng)可以定時、隨機、召喚打印各類故障及事故報警信息打印、事件順序記錄打印、報表及曲線等。
4、報警功能：當出現(xiàn)開關事故變位、遙測越限、保護動作、開關跳閘時，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報警，并在主界面上顯示報警內容，報警聲音根據(jù)報警信號的不同而不同。
5、歷史數(shù)據(jù)管理功能：周期性存儲運行數(shù)據(jù)，保存操作記錄、設備運行狀態(tài)、保護動作記錄、事故記錄等信息，形成完備歷史數(shù)據(jù)庫。
6、用戶管理功能：系統(tǒng)提供完善的用戶權限及口令控制，對不同等級的用戶設置不同的查看環(huán)境，方便用戶管理。
3 設計方案
上海安科瑞公司根據(jù)成都高新孵化園改造項目的實際情況為其選用了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。
3.1 Acrel -2000符合的標準
本技術方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標準為依據(jù)，國標未列入部分應參考IEC最新標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。
GB2887-2000 《計算站場地技術要求》
GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術條件》
DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術規(guī)程》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002 《遠動設備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準》
DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》
GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結線施工及驗收規(guī)范》
GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調度自動化設計技術規(guī)程》
IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
3.2 Acrel-2000設計方案
圖1 高新孵化園系統(tǒng)拓撲圖
圖1為安科瑞電氣股份有限公司為高新孵化園系統(tǒng)設計的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖，現(xiàn)場中IO設備的通訊線纜均采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，2#樓、4#樓、12#樓低壓配電房距離高壓值班室距離比較遠，均采用單模光纖上傳數(shù)據(jù)，然后通過交換機將數(shù)據(jù)上傳至Acrel-2000電力監(jiān)控后臺。
高新孵化園監(jiān)控范圍主要包括：高壓配電房、2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房內的所有智能裝置。
4 項目難點
a、項目施工難點：高新孵化園項目是在原有設備的基礎上對辦公區(qū)域進行改造，由于原有設備早已完工，現(xiàn)要把原有帶通訊的設備也納入我司系統(tǒng)中，在施工方面比較繁瑣，因為原有的橋架、天花板都已封裝完畢，需要在現(xiàn)場與協(xié)調人員進行溝通，在不損壞原有設施的情況下對現(xiàn)場通訊線纜進行鋪設，施工周期比較長，難度也大。
b、軟件采集難點：在該項目改造過程中，有5臺原有綜合保護也要納入系統(tǒng)中，由于該裝置屬于許繼廠家早期的產品，通訊協(xié)議是許繼內部協(xié)議，不是標準的國家協(xié)議，必須重新編寫驅動程序方能采集，安科瑞電氣股份有限公司經(jīng)過和許繼協(xié)調，編寫驅動程序，完成了綜合保護采集工作。
5 系統(tǒng)功能
5.1 系統(tǒng)主界面
系統(tǒng)開機后會自動進入操作系統(tǒng)和配電監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。
圖2
圖2為高新孵化園項目上高壓配電房一次界面圖形，值班人員可以查看現(xiàn)場電流、電壓、遙信、報警等信息，通過登錄高級用戶可以查看回路定值設置信息，支持遠程遙調功能。點擊每個回路電流顯示數(shù)據(jù)時，可以彈出該回路歷史及實時曲線查詢界面，方便用戶對負荷趨勢曲線的查詢。
5.2 報表查詢功能
系統(tǒng)采集的三相電流，按照回路名稱的不同，自動生成自定義報表，并有報表打印功能，可對某一回路的某一時間段內的三相電流/單相電流進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。如下圖3查詢的為2#樓電流查詢報表。
圖3
5.3 趨勢曲線功能
曲線趨勢：實現(xiàn)了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線，分析該回路配電運行狀況。曲線可對測量數(shù)據(jù)量程進行設置，還可設置開始時間和時間間隔，方便用戶進行任意時間的曲線查看。如下圖4顯示的為南樓一至五層照明趨勢曲線圖形。
圖4
5.4 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報警
系統(tǒng)在配電系統(tǒng)過負荷運行時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
5.5 通訊狀態(tài)
系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài)，紅色和綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài)。
5.6 用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。
6 運行效果
6.1 項目施工前：
故障后查找問題點，分析問題耗費人力物力；項目施工后：實時監(jiān)測用電參數(shù)，歷史曲線分析，實時報警聲光提示，報警歷史查詢，可具體到某線路，報警時間，故障類型。
6.2 項目施工前：
用電調度負載投入使用不明確，耗費資金大；項目施工后：可以隨時查看各個饋線回路的負載情況，方便工程人員對現(xiàn)場負載合理管理。
6.3 項目施工前：
負載用電功率可視化程度差；項目施工后：負荷曲線可實時調取，查看任意時刻用電量，有利于分析、分類負載。
參考文獻：
[1].任致程周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
作者簡介：
董建鋒（1984－），男，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
楊興媚（1988-） 本科 江蘇安科瑞電器制造有限公司 主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，技術交流：0510-86189371 手機：13626237782 http://www.jyacrel.cn
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