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0 概述
電力監(jiān)控系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、智能測控單元為基本工具，為變配電系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，在變配電監(jiān)控中發(fā)揮了核心作用，可以幫助企業(yè)消除孤島、降低運作成本，提高生產(chǎn)效率，加快變配電過程中異常的反應(yīng)速度。
1 項目簡介
阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司系天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團的全資子公司，創(chuàng)立于2005年12月15日，注冊資本6300萬元人民幣，位于中國安徽省阜陽市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，是以污水處理為主營業(yè)務(wù)的水務(wù)投資及運營企業(yè)，負責(zé)安徽及周邊的水務(wù)環(huán)保建設(shè)，積極打造中部地區(qū)水務(wù)旗艦式企業(yè)，擁有國家環(huán)保部頒發(fā)的環(huán)境污染治理設(shè)施運營(生活污水甲級)和自動連續(xù)監(jiān)測(水)兩項資質(zhì)，同時公司以規(guī)范、科學(xué)為準則，順利通過了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、OHSAS18001職業(yè)健康安全管理三項體系認證。
阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司原供配電狀況：
1) 兩路10kV進線，一用一備，需將其工作狀態(tài)納入智能配電監(jiān)控系統(tǒng);
2) 兩路10kV出線;
3)0.4kV側(cè)配電柜共計11臺，2臺進線柜、4臺無功柜、1臺聯(lián)絡(luò)柜、其他配電柜4臺，主要包括9個供電回路(1~5#鼓風(fēng)機、風(fēng)機房、預(yù)處理、辦公樓、污泥脫水間已安裝電能計量表在統(tǒng)一的箱體內(nèi)進行電能計量，但該表計無法遠傳至后臺系統(tǒng))。
上海安科瑞電氣股份有限公司于2012年8月承接了阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項目，為該項目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。該電力監(jiān)控系統(tǒng)是在阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司原有變配電柜基礎(chǔ)上增加帶通訊接口的安科瑞多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表，將電網(wǎng)用電參數(shù)遠傳至監(jiān)控中心，從而實現(xiàn)集中遠程監(jiān)控和管理的一個高低壓配電改造項目。通過對現(xiàn)有10KV變配電所實施改造，建立一套比較規(guī)范的變配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)，以便于掌握進線供電質(zhì)量、故障情況、廠內(nèi)負荷變化等，提高變電所運行的安全性，同時監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)采集與存貯、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、數(shù)據(jù)發(fā)布與遠傳;以實時監(jiān)測電網(wǎng)數(shù)據(jù)為依據(jù)，為阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司的能源監(jiān)控與節(jié)能提供有效手段，實現(xiàn)有效節(jié)能并提高能源管理水平。
2 客戶需求
(1).監(jiān)控并記錄兩路10kV配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，能夠?qū)﹄妷骸㈦娏鳌㈩l率、電能計量、功率因數(shù)以及供電連續(xù)性等性能參數(shù)實時監(jiān)測和記錄，并實現(xiàn)事故異常報警、事件記錄和打印、統(tǒng)計報表的整理和打印、電能量管理、負荷監(jiān)控及查閱歷史數(shù)據(jù)的功能，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表和圖形曲線以供直觀分析。
(2).出于成本考量，10kV出線處的計量取消，數(shù)據(jù)參考0.4kV進線處數(shù)據(jù)。
(3).監(jiān)控并記錄兩路0.4kV進線柜的供電質(zhì)量，能夠?qū)﹄妷骸㈦娏鳌㈩l率、電能計量、功率因數(shù)以及供電連續(xù)性等性能參數(shù)實時監(jiān)測和記錄，并實現(xiàn)事故異常報警、事件記錄和打印、統(tǒng)計報表的整理和打印、電能量管理、負荷監(jiān)控及查閱歷史數(shù)據(jù)的功能，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表和圖形曲線以供直觀分析。
(4).對九個0.4kV饋電線路的電能進行單獨計量，歷史數(shù)據(jù)形成圖形曲線可供查閱。
(5).四個電容補償柜，其中兩個為主柜，兩個為輔柜。用戶使用過程中發(fā)現(xiàn)，主柜的容量已滿足其需求，故僅要求監(jiān)控2個主柜數(shù)據(jù)。
(6).可考慮統(tǒng)一的視屏顯示界面。
3 項目改造實施情況：
1)高壓系統(tǒng)：依據(jù)原高壓系統(tǒng)圖以及客戶對10kV側(cè)供電質(zhì)量的監(jiān)控及記錄需求，在兩路進線處各加裝1只ACR330ELH儀表，該儀表功能強大，LCD顯示、全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F、S);四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計;THDu，THDi、2-31次各次諧波分量;電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算;電網(wǎng)電壓電流正、負、零序分量(含負序電流)測量;4DI+3DO(DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警);RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約;
2)0.4kV系統(tǒng)：
a)0.4kV進線及饋線：由于九個0.4kV饋電線路原已安裝儀表，該儀表無通訊遠傳功能，應(yīng)客戶要求重新加裝安科瑞智能儀表，以便接入后臺監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)客戶的功能需求(對九個低壓饋電線路、兩個低壓進線回路的電能進行單獨計量，歷史數(shù)據(jù)形成圖形曲線可供查閱)，同時考慮到改造實施成本及簡易度，在低壓柜內(nèi)加裝了安科瑞AMC16B-3E3/K多回路監(jiān)控裝置;該儀表可測量3路三相I、U、P、Q、F;有功、無功電能計量;9DI+1DO、LCD顯示、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議;為導(dǎo)軌式安裝，大大方便了系統(tǒng)的接線、安裝及調(diào)試;為用戶節(jié)約投資的同時，降低了系統(tǒng)的成本;
b)0.4kV無功柜：應(yīng)客戶需求，在原有2臺無功柜上加裝安科瑞ARC-12/J無功補償儀，該儀表為嵌入式安裝，具有12路控制、過壓保護、諧波保護、投切延時設(shè)定的功能，同時具有12DI輸入;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。
4 設(shè)計參照的標準和依據(jù)
l GB2887-2000 《計算站場地技術(shù)要求》
l GB/T13729-2002《遠動終端通用技術(shù)條件》
l DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》
l DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》
l DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
l DL/T634-2002 《遠動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠動任務(wù)配套標準》
l DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端》
l DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》
l GB/T50063-2008《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
l GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》
l GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
l GB/T15145-2001《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》
l GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》
l GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
l GB/T17626.5 《浪涌(沖擊)抗擾度試驗》
l DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》
l IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
5 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
友好的人機交互界面(HMI)
系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示高、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機交互接口并實時刷新。
圖1 阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-高壓一次圖
圖2阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-低壓一次圖
圖3阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-通訊示意圖
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運行狀態(tài)等)，將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負荷最大值、功率因子上下限等)，并對重要的信息量進行數(shù)據(jù)庫存儲。
趨勢曲線分析
系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析接口，通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線接口分析該回路當(dāng)前的負荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進行質(zhì)量分析。
圖4阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-趨勢曲線分析圖
報表管理
系統(tǒng)具有標準的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的時、日、月、年度報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置;系統(tǒng)設(shè)計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。
圖5阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-報表管理示意圖
事件記錄和故障報警
系統(tǒng)對所有用戶操作、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認等信息，參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
圖6阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-報警示意圖
6 結(jié)束語
本文以阜陽創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司供配電智能監(jiān)控系統(tǒng)為核心，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)，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)最終實現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進行統(tǒng)一管理，便于維護人員明確設(shè)備運行狀況，制定詳細的設(shè)備維護計劃，減少工作人員，提高工作效率。為公司節(jié)約大量人力成本的同時，實現(xiàn)了公司配電系統(tǒng)智能化。
作者簡介：王長幸（1985-），女，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)
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