安科瑞 師晴晴

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：介紹武警政治學院，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(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-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：武警政治學院；配電所；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)；

0  概述 

武警政治學院位于上海市松江區(qū)。2000年5月，學校由武警上海指揮學校更名為武警上海指揮學院；2006年9月，由武警上海指揮學院改建為武警上海政治學院，成為武警**的一所政治院校。1995年率先在武警**初級指揮院校開辦大專教育，1998年率先承辦本科教育，2002年率先獲得**學學士學位授予權(quán)。2007年，整體搬遷至新校區(qū)。學院新址位于上海市松江區(qū)與青浦區(qū)的交界處，規(guī)劃占地面積400畝，新校區(qū)毗鄰松江大學城，三面環(huán)水，環(huán)境優(yōu)美。學院設(shè)置有160余畝的專業(yè)化靶場和訓練基地。圖書館建筑面積1200余平方米，共有藏書近20萬冊、專業(yè)報刊雜志155種、電子圖書60000多冊，電子期刊1500多種。

本次項目承接其變配電的電力監(jiān)控系統(tǒng)，包括1個35/10kV變電站，3個10/0.4kV變配電所，監(jiān)控主機位于35/10kV主站監(jiān)控室內(nèi)。 

1  需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的高低壓配電柜、供電變壓器等電氣設(shè)備進行電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免**事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。

本技術(shù)條件適用于武警政治學院的變配電所。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高**性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不**于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集

自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析需要實現(xiàn)以下功能：

各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。統(tǒng)計各分站及整體的用電量。

數(shù)據(jù)查詢與展示

要求能方便實現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。

數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權(quán)限管理

要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶**控制機制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

參數(shù)設(shè)置

可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比，各種電流電壓保護整定值。

故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場采集模塊通訊故障，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握變配電站實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)**性、可靠性。

2  系統(tǒng)方案

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)武警政治學院現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至配電所的通訊管理機然后直接接至監(jiān)控室的監(jiān)控主機，保障了配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)場變配電所共計2只RET541差動保護裝置，15只REX521線路保護裝置，15只EM智能儀表，8只ACR230ELH多功能表，272只PZ96L-E4，2只溫控儀，1個直流屏?？偣卜譃?1條RS485總線接至變配電所的六臺通訊管理機，通訊管理機直接通過超五類網(wǎng)線接至監(jiān)控室的監(jiān)控主機。

1）站控管理層

站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在武警政治學院工程中主要指置于變配電站內(nèi)監(jiān)控室的監(jiān)控主機。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由ANet-2S6六臺、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。ANet-2S6通訊管理機主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的**性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由差動保護裝置、線路保護裝置、溫控儀、直流屏和智能儀表組成，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

智能裝置現(xiàn)場連接示意

現(xiàn)場裝置以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能裝置數(shù)量20只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至通訊管理機ANet-2S6，進而將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

35kV回路采用RET541差動保護裝置和REX521線路保護裝置，兩者構(gòu)成35kV回路的主保護。

10kV回路采用REX521保護裝置和EM智能儀表，REX521主要構(gòu)成10kV回路的進線保護，電容保護和變壓器保護；EM智能儀表主要對10kV進出線回路電參量進行監(jiān)測。

0.4kV進線回路采用ACR230ELH多功能智能儀表，出線回路采用PZ96L-E4智能儀表，兩者都是針對電力系統(tǒng)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。所有智能設(shè)備均能通過總線傳輸滿足與監(jiān)控主機數(shù)據(jù)交互的要求。

3  系統(tǒng)功能

配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測配電所所有回路的運行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示：

 配電所一次系統(tǒng)圖

回路詳細電參量

事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢武警政治學院配電所變壓器進出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示

電參數(shù)抄表

用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示配電回路的用電量，用戶可以直接打印報表，也可以另存到其他位置以供其他用途。 如下圖所示：

電能報表

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。綠色表示通訊正常，灰色表示通訊異常，紅色表示通訊未綁定。下圖為變配電站通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

趨勢曲線可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進行趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示：

趨勢曲線圖

斷路器分合閘遙控操作，安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持對斷路器分合閘進行遠程遙控操作。系統(tǒng)具有嚴格的密碼保護和操作權(quán)限管理功能，對于每次遙控操作，系統(tǒng)均對操作人、操作時間及操作類型進行記錄，自動生成遙控操作記錄。實現(xiàn)該功能需要斷路器本身帶電操機構(gòu)、微機保護裝置帶遙控功能等硬件設(shè)備的支持。如下圖：

斷路器分合閘遙控操作

4  結(jié)束語

在當今配電設(shè)施的應(yīng)用中，公建高校建筑群項目的配電**性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在武警政治學院的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與通訊管理機、計算機等組成提供電能管理功能。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行**、可靠、穩(wěn)定，為大型公建解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。 

參考文獻：

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[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡介：

師晴晴（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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