摘 要：介紹一種在10/0.4KV配電系統(tǒng)中,，加裝智能電力儀表和變配電監(jiān)控系統(tǒng),，對(duì)于主要回路的電壓、電流,、頻率,、功率因數(shù)、有功電能等電參量和開關(guān)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,；經(jīng)組網(wǎng)遠(yuǎn)傳至后臺(tái),，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的電力狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控和能耗監(jiān)測。
關(guān)鍵詞：變配電監(jiān)控系統(tǒng),；Acrel-3000 型,；RS485通訊；能耗監(jiān)測
0 概述
上海某醫(yī)院病房樓是一幢醫(yī)用建筑,建筑面積約為2萬平方米,。根據(jù)配電系統(tǒng)管理和能耗監(jiān)測的要求,，需要對(duì)樓內(nèi)的高壓進(jìn)線、低壓配出線和各樓層內(nèi)配電箱進(jìn)行電力監(jiān)控,，以保證用電的安全,、高效。
Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),，利用現(xiàn)代電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的最新發(fā)展，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理,。
1 配電監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和站控管理層如圖1所示,。
圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
現(xiàn)場設(shè)備主要的設(shè)備為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等,。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)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MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集,。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)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(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī),、顯示器,、UPS電源、打印機(jī),、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況,，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶，同時(shí)用戶可以通過系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控功能,。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸,，一般都采用二根連線,，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收,、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,，抗噪聲干擾能力增強(qiáng),，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,，最大傳輸距離為1.2km。
2 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能
電力監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過現(xiàn)場設(shè)備和通信系統(tǒng)提供的傳輸通道,，完成對(duì)各回路電力參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,，信息經(jīng)分析、處理,，以報(bào)表等多種形式供值班員參考,，使值班員能夠便捷的掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況,。
2.1 運(yùn)行信息與保護(hù)信息采集
系統(tǒng)采集來自智能測控單元裝置送來的參數(shù),，所有信息低壓主進(jìn)、母聯(lián)和出線的遙測信號(hào),。包括每個(gè)回路的電壓,、電流、有功功率 ,、無功功率,、功率因數(shù)、頻率,、有功電能,、無功電能和各種告警信息等。
2.2 人機(jī)操作界面
系統(tǒng)提供簡單,、易用,、良好的用戶使用界面?？砂凑张潆娝@示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),。
系統(tǒng)軟件提供功能齊全的圖形編輯軟件，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況和以往習(xí)慣自行定各種圖元圖形及設(shè)備在各種狀態(tài)下的顯示方式,。
包括如下功能特征：
全圖形方式編輯的圖形畫面具有多種顯示特性,，用戶可以非常直觀、方便地編輯,、定位,、查看有關(guān)信息和內(nèi)容。
提供畫面管理工具,，可聯(lián)想相關(guān)調(diào)用,、重要畫面快速調(diào)用、畫面文件索引選擇,、事故自動(dòng)調(diào)用畫面,。
提供多種數(shù)值顯示手段，數(shù)值可用棒圖顯示,、曲線顯示,，并可根據(jù)數(shù)值狀態(tài)和系統(tǒng)狀態(tài)由用戶根據(jù)需要和習(xí)慣自行定義閃爍,、變色及置上特殊符號(hào)以便區(qū)分包括遙測在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)的正常、越上限,、越下限等情況,。
屏幕顯示：中文液晶顯示，可選擇圖形顏色,、閃爍,、動(dòng)畫等手段充分表示工況圖及操作畫面、配電系統(tǒng)實(shí)用參數(shù)表格,、各類操作票及報(bào)表,、事故及故障報(bào)警顯示、測控及保護(hù)單元運(yùn)行工況顯示等電力運(yùn)行狀況,；畫面顯示響應(yīng)時(shí)間1s,。見圖2。
圖2 配電系統(tǒng)圖
2.3 統(tǒng)計(jì)分析,、報(bào)表,、打印
時(shí)、日,、月,、年用電量統(tǒng)計(jì)；用戶自定義報(bào)表格式和計(jì)算方法,；所有報(bào)表的定時(shí)打印,、召喚打印、和事件記錄打??；數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)和歷史記錄保留2年以上；對(duì)各電氣設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),，并根據(jù)用戶要求生成各類報(bào)表,，包括：分時(shí)、日,、月、季度和年度報(bào)表,；見圖3,。
圖3 電參量匯總表
各設(shè)備參數(shù)和最值統(tǒng)計(jì)報(bào)表；全系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表等對(duì)于事件記錄,、報(bào)警和數(shù)據(jù)報(bào)表,，可設(shè)置為定時(shí)和根據(jù)需要的召喚打印。
能源統(tǒng)計(jì)報(bào)表及打印,，對(duì)能源消耗進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),，并根據(jù)用戶要求生成各類報(bào)表,，包括：分時(shí)、日,、月,、季度和年度報(bào)表；能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表,，日,、月、年的有功/無功電能的統(tǒng)計(jì),，并按用戶常規(guī)格式輸出電能報(bào)表,，實(shí)現(xiàn)人工抄表到自動(dòng)報(bào)表，可設(shè)置為定時(shí)和根據(jù)需要的召喚打印,，見圖4,。
圖4 電能報(bào)表
2.4 歷史記錄與趨勢分析
系統(tǒng)收集各監(jiān)測控制與管理裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在一個(gè)開放式數(shù)據(jù)庫中予以保存，系統(tǒng)可保存長時(shí)段（多年）的歷史記錄,。系統(tǒng)可以標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定文件格式隨時(shí)調(diào)用和打印上述歷史數(shù)據(jù),。
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄可進(jìn)行各參數(shù)的年度、月度和日變化和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢分析,，進(jìn)行分類和綜合比較分析,，為業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和設(shè)備設(shè)施使用優(yōu)化提供依據(jù)，見圖5,。
圖5 電流趨勢曲線圖
2.5 系統(tǒng)安全
本系統(tǒng)軟件設(shè)置多達(dá)幾百種密碼分區(qū)和密級(jí)設(shè)置,，為系統(tǒng)管理員、工程師,、值長,、一般值班操作人員等提供分級(jí)密碼，并對(duì)所有操作自動(dòng)進(jìn)行帶時(shí)標(biāo)事件記錄,，可建立良好的反事故措施,，見圖6。
圖6 用戶權(quán)限管理
2.6 故障分析與設(shè)備維護(hù)管理
系統(tǒng)依據(jù)帶時(shí)標(biāo)的事件記錄和波形記錄可進(jìn)行故障和事件的成因分析,；另外,，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)開關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)和累積壽命參數(shù)，可據(jù)此提出設(shè)備維護(hù)預(yù)告,，見圖7,。
圖7 事件記錄
2.7 保護(hù)信息管理
管理保護(hù)定值和保護(hù)動(dòng)作信息，提供有關(guān)查詢,。
2.8 其他功能
其它日常管理,，如運(yùn)行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),、缺陷,、維修記錄管理,、規(guī)章制度等。管理功能滿足用戶要求,，適用,、方便、資源共享,。各種文檔能存儲(chǔ),、檢索、編輯,、顯示,、打印。
2.9 系統(tǒng)自診斷功能
本系統(tǒng)軟件能在線診斷各軟件和硬件的運(yùn)行工況,，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常及故障時(shí)能及時(shí)顯示和打印報(bào)警信息,，并在運(yùn)行工況圖上用不同顏色區(qū)分顯示。
由于本系統(tǒng)設(shè)備有冗余配置,，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生軟,、硬件故障時(shí)，能自動(dòng)切換到備用系統(tǒng)設(shè)備上運(yùn)行,。
3 結(jié)束語
隨著社會(huì)的快速發(fā)展,，用戶對(duì)供配電自動(dòng)化和智能化的要求越來越高，實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守已經(jīng)成為未來配電自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)方向,；ACREL-3000 型變配電監(jiān)控系統(tǒng)是解決供配電高質(zhì)量運(yùn)行的良好方案,，運(yùn)行表明，系統(tǒng)可靠,、安全,、穩(wěn)定，并降低了設(shè)備運(yùn)行成本,，提高配電自動(dòng)化質(zhì)量,。
文章來源于：《上海儀器儀表》2010年3期。
參考文獻(xiàn)：
[1] 任致程,、周中編著 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,，中國電力出版社 2007.4