廣州亞運會開閉幕式電力監(jiān)控系統

繆建梅

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘 要： 輸配和保護控制是電力應用的提條件，也是電氣建設的基本目的，對與要求用電要求用電穩(wěn)定保障、力保*的亞運開閉幕式場館來說，更是如此。因此，亞組委在選擇電氣設備及供應商時，慎之又慎，安科瑞電氣股份有限公司的電力監(jiān)控系統Acrel3000真是在這基礎上突引而出，成為亞運保供電系統的員。

1　 概述
　　海心沙島位于廣州市珠江內江心沙洲，在珠江北主航道上，2010年16屆廣州亞運會開幕式以及半個月后的閉幕式在此隆重舉行。
　　整個島內的供電由現場發(fā)電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個配電設施全部位于舞臺下方的地下空間，包括四個配電區(qū)域，分別是：（1#）綜合變配電房、舞臺（2#）綜合變配電房、地下空間（3#）綜合變配電房、舞臺（4#）綜合變配電房，每個配電房包括10KV高壓配電柜、直流屏、0.4KV低壓配電柜、發(fā)電機、變壓器等。在亞運會開閉幕式當晚，所有涉及表演、噴泉、音響等重要回路全部由現場發(fā)電機供電，其余看臺、照明等由廣州市供電局供電。
　　作為洲際大賽的開閉幕式會場，其對供配電系統的穩(wěn)定性，安全性要求*。因此，在每個綜合變配區(qū)域設置個電力監(jiān)控系統工作站，實現對本變配電房各運行設備的運行狀態(tài)的檢測、預警，故障分析、統計輸出與自動控制；在看臺設備監(jiān)控中心設個中央控制室，系統服務器和主管理工作站設于該中央控制室，所有變配電房電力參數通過光纖傳輸至中央控制室。同時在廣州市供電局10樓設置電力監(jiān)控系統工作站，數據通過網絡公司局域網，通過廣東省104規(guī)約傳輸至供電局調度中心。從多方位，全角度，深層次來確保亞運供電*。
　　集合以上要求，Acrel-3000電力監(jiān)控系統充分利用了現代電子技術、計算機技術、計算機網絡技術、現場總線技術的發(fā)展，對整個島內的供配電系統進行分散數據采集和集中監(jiān)控管理。

2　 系統的網絡構成
　　本系統采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

圖1

　　作為整個配電系統的基礎，現場間隔隔層主要的設備包括：多功能網絡電力儀表、漏電流監(jiān)測裝置、微機綜合保護裝置、直流屏系統、變壓器溫度控制儀等。這些裝置分別對應相應的次設備安裝在高低壓電氣柜、溫控箱以及直流屏柜內，多功能網絡儀表、漏電流監(jiān)測裝置、微機綜合保護裝置以及變壓器溫控儀采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，直流屏系統采用232接口，通過CDT通訊協議實現數據現場采集。
　　通訊網絡層主要為：通訊服務器、光端交換機、交換機。其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
　　站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監(jiān)控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
　　以上網絡儀表均采用RS485、RS232接口通過MODBUS-RTU以及CDT通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，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)送數據但是在同時刻只能發(fā)送或接收數據，數據傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，zui大傳輸距離為1.2km。
　　數據在站控層以串口協議數據轉發(fā)的形式，通過局域網，傳輸給總服務器，在總服務器，以104規(guī)約，通過高速以太網，傳輸給廣州市供電局調中心。

3　 系統的主要功能
3.1 數據采集與處理
　　數據采集是配電監(jiān)控的基礎，數據采集主要由底層的測控裝置采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)、溫度等數據。
　　數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢、分析。避免了運行保障團隊直接去配電室查看配電系統運行狀態(tài)，確保在zui短時間發(fā)現并排除故障。
3.2 人機交互
　　系統通過全中文界面，CAD圖形顯示高低壓配電系統次主接線圖，顯示當各回路設備運行信息，并實時刷新，并通過著色，顯示當回路運行狀態(tài)，如下圖所示：

圖2

3.3 故障報警及事故追憶
　　在配電系統發(fā)生運行故障時，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)生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如下圖所示：

圖3

　　圖中顯示現場回路產生分合位告警信息。

3.4 用戶權限管理
　　可根據用戶要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。
3.5 運行負荷曲線
　　定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、實時顯示重要回路的諧波數據（2—31次諧波），以及查詢歷史諧波數據等。

圖4

　　由于開幕式當晚對配電系統安全性要求*，因此，在重要回路部分采用現場發(fā)電，保證配電系統運行安全，穩(wěn)定。圖4中，大紅色曲線表示由廣州市供電局供電功率趨勢曲線，紫色部分為現場發(fā)電機發(fā)電功率趨勢，綠色曲線表示當總功率運行趨勢，通過實時趨勢曲線，可以幫助值班人員密切監(jiān)視當負荷運行狀況。
3.6 用數據庫建立與查詢
　　主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
3.7 數據轉發(fā)功能
　　所有運行數據均通過以太網，由海心沙現場值班室通過104規(guī)約，傳輸至廣州市供電局調度中心，由市供電部門集中監(jiān)視，統運籌。

4　 系統特點
　　系統的軟硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟硬件設計選擇工業(yè)級標準，可靠性非常高；整個系統的智能控制終端，遠程智能通訊控制器全部由16位微機組成，這種集散型控制系統速度快，實時性好，通訊可靠；智能控制終端自帶CPU，采集周期短，實時性強，系統冗余度高；各個子系統都是獨立工作，互不影響；并且和子系統都實現了模塊化，進步提高了整個系統的安全及可靠性。

5　 總結
　　本文介紹了廣州亞運會開閉幕式電力監(jiān)控系統的總體結構以及實現功能。在系統投資運營以后，已經經過了亞運開閉幕式多次開幕式預演的考驗，并zui終在亞運開閉幕式當晚成功發(fā)揮其功效。通過本系統對幾次預演所得數據進行分析，得出了zui合適的發(fā)電負荷量，既保證了供電的可靠性，又實現了成本的節(jié)約，響應了節(jié)約辦亞運的號召。

參考文獻：
[1] 任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4

作者簡介：繆建梅，女，本科，任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司，：， ，：2880157864，：http://it.shacrel.cn