摘要

    介紹上海浦江雙輝大廈配電系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表和微機保護采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)建筑電力監(jiān)控的能耗管理及Acrel-3000型系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能，為樓宇電力監(jiān)控與電能統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為節(jié)能提供決策依據(jù)。
關鍵詞：浦江雙輝;智能電力儀表　Acrel-3000型　電力監(jiān)控系統(tǒng)

0　 概述
　　安科瑞電氣股份有限公司于2009年8月承接了上海浦江雙輝大廈的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，上海浦江雙輝大廈位于浦東南路東側(cè)，銀城中路北側(cè)，工程占地面積約24140 m2由兩幢高度為208米塔樓組成，建成后將成為陸家嘴地區(qū)首座“雙子樓”。
　　浦江雙輝大廈監(jiān)控部分有1個35kv配電室， 1#、2#、3#、4#、5#5個配電室分10kv高壓和0.4kv低壓。35kv配電室有高壓電力儀表、綜保和2臺變壓器溫控儀，另外5個配電室有10kv高壓電力儀表和綜保，0.4kv低壓部分有電力儀表和22臺變壓器溫控儀。35kv和1#配電室分布在A棟的B2層，2#配電室分布在B棟的B2層，3#配電室分布在A棟的33樓，4#配電室分布在B棟的33樓，5#配電室分布在A棟的B4層。針對浦江雙輝大廈的實際情況，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)設備運行的遠程監(jiān)控和集中管理。
　　設計的電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)具備全電參量測量、開關量狀態(tài)監(jiān)測以及電能計量與電能質(zhì)量管理等功能。設計中充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可用性、先進性、方便性、安全性、可靠性、可擴展性及系統(tǒng)性價比的合理性。

1　 項目立項的意義
　　浦江雙輝大廈對高壓部分電力參數(shù)的監(jiān)控和變壓器三相溫度的監(jiān)測的要求比較高，值班室人員一天要6次巡查變壓器溫控儀的溫度和一些電力參數(shù)且變壓器分布于6個不同的變電所里。這樣費時費力又不能實時的反應一些緊急狀況。低壓部分由600左右的回路組成，如果要抄電能那是一個不小的任務。使用該系統(tǒng)能夠帶來如下優(yōu)點：
　　1）像浦江雙輝這樣的儀表分布的比較散，沒有電力監(jiān)控和電能管理系統(tǒng)之前只能通過人力去跑上跑下的去抄表，查看電力參量，這樣對于抄表人員來說是個費時費力，而且也不能及時的掌握第一手信息。使用系統(tǒng)后后臺值班監(jiān)控人員只需在值班室就能實時準確的監(jiān)控到每個表的運行情況，和表所測量的各個電參量，實時的進行抄表，省時省力，快速及時的掌握用電情況。
　　2） 對于浦江雙輝在一些主要回路上的電力儀表根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時的監(jiān)控它們的運行情況，如電壓、電流、有功，無功，功率因數(shù)等，系統(tǒng)可以對它們進行設置一個預警值，只要回路上的電參量達到或接近時系統(tǒng)就會對值班人員進行報警，比如發(fā)現(xiàn)一些短路問題，電流過大等，就使得值班人員可以及時的去解決問題如關閉或安排專業(yè)人員去修。
　　3）系統(tǒng)有對歷史數(shù)據(jù)的對比分析，這樣方便管理人員發(fā)現(xiàn)其中的問題實施一些有針對性的方案，如一些電參量突然變化的表，就要去看它是否正常工作或?qū)嶋H是否是這樣，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少設備維護費用，延長設備使用壽命；提高運行管理效率，減少運行維護人員工作量。
　　4）通過數(shù)據(jù)分析，使管理者合理有效地利用設備，減少不必要設備添置，避免了資源浪費，精簡值班人員數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)電能消耗異常現(xiàn)象，采取有效措施進行設備改造或補償，以避免電能損耗，這樣下來節(jié)約大量資金。通過對資源的充分利用，強調(diào)高效率、低能耗、低污染，達到節(jié)約能源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的目標。
　　5）系統(tǒng)可以直觀而形象的反映出在哪個位置的哪個表的電力參數(shù)，方便技術(shù)人員分辨出來，簡潔明了的操作界面讓操作人員方便操作。
　　6）通過實時監(jiān)控可以使值班人員及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理問題，如在不需要用電的時間地點時可以不用電，智能電力儀表的電力參數(shù)不穩(wěn)定時可以不用等情況，這樣一來可以減少用電量，節(jié)約成本。
　　7）系統(tǒng)具有曲線、報表分析，曲線、報表打印功能，這樣管理者在進行分析決策時就有了依據(jù)。
　　8）該系統(tǒng)具有良好的開放性，可以方便的與大廈中中其他相關系統(tǒng)和智能裝置進行通信，如：樓宇自控系統(tǒng)（BAS）和火災自動報警系統(tǒng)等，實現(xiàn)自動化系統(tǒng)間相互通訊和信息共享。

2　 項目的設計方案
　　安科瑞電氣股份有限公司為浦江雙輝項目設計的電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層組成。
　　現(xiàn)場設備層主要的設備為：多功能電力儀表、微機保護裝置、變壓器溫控儀。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場屏蔽雙絞線進行組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
　　網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為采集現(xiàn)場設備層中的儀表數(shù)據(jù)，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
　　站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
　　各智能電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器。然后35kv配電室、1#配電室高低壓部分和5#配電室高低壓部分通過網(wǎng)線直接與值班室的工業(yè)交換機相連， 3#高低壓部分通過光纜直接與值班室的工業(yè)交換機相連，4#高低壓部分通過光纜先連到2#配電室，再和2#高低壓部分一起通過光纜一起連到值班室的工業(yè)交換機。最后工業(yè)交換機通過網(wǎng)線連到值班室的兩臺主機。
　　由于該項目電力儀表較多，故采用2套系統(tǒng)的方式實現(xiàn)，一臺主機監(jiān)控管理在A棟的配電室，另一臺監(jiān)控管理在B棟的配電室。
　　本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3　 系統(tǒng)實現(xiàn)的的過程
　　實現(xiàn)系統(tǒng)的過程：首先通過數(shù)據(jù)量的采集把我們需要的數(shù)據(jù)量保存到我們的歷史和實時數(shù)據(jù)庫，在我們系統(tǒng)上把需要實時顯示的數(shù)據(jù)量在界面上實時刷新的顯示出來；需要查詢和分析過去的歷史記錄的數(shù)據(jù)，通過我的各種查詢報表和分析曲線等一些形象的界面反應給值班人員；系統(tǒng)中設置報警，把一些重要的操作量動作時和一些重要數(shù)據(jù)量異常時進行報警；系統(tǒng)中設置針對值班室內(nèi)不同級別的用戶，設置不同的權(quán)限來進行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產(chǎn)帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
　　這樣下來我們的系統(tǒng)就完成了，下圖為1#配電室變壓器溫度信息及狀態(tài)表。

4　 項目實施后的綜合分析
　　浦江雙輝項目在施工調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)了一些問題，如：在調(diào)試綜保過程中發(fā)現(xiàn)幾只綜保的一些開關量和實際情況不符，反應了安裝過程中接線有問題；在低壓部分，后臺監(jiān)控時一部分儀表合閘了且有電流，但這些表是分閘的，去現(xiàn)場查看時在儀表上的顯示燈也是分閘的，反應了安裝過程中的問題；在低壓部分有些儀表的有功功率等一些電參量為負，反應了接線問題。故通過我們在系統(tǒng)調(diào)試這個項目600多個智能儀表通訊時，我們可以幫助電力值班人員快速及時準確的發(fā)現(xiàn)這些儀表是否安裝正確 ，顯示的值是否準確。在調(diào)試過程中幫助用戶檢驗了他們所采購的設備的完好和安裝正確性。
　　系統(tǒng)的完成，讓電力值班人員的抄表任務輕松了，節(jié)約了抄表時間，提高了抄表積極性。

5　 結(jié)束語
　　Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)及電能管理系統(tǒng)具有實用性、安全性、系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可擴展性、易維護性。隨著計算機信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實。該系統(tǒng)在浦江雙輝大廈的應用，實現(xiàn)了在值班室遠程監(jiān)控了6個配電室的各種通訊儀表，對采集的數(shù)據(jù)進行顯示，處理，并生成報表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時查詢所需要的數(shù)據(jù)。

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：

於曉玨，女，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為智能配電網(wǎng)供配電，手機：15995369147，QQ：2880635300，電話：0510-86179853，郵箱：2880635300@qq.com。