福建星網(wǎng)銳捷電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

繆建梅

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：介紹福建星網(wǎng)銳捷程電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：工業(yè)現(xiàn)場(chǎng);0.4KV變電所；智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)

 0  概述

    福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創(chuàng)新科技，構(gòu)建智慧未來(lái)”的經(jīng)營(yíng)理念，是內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)的ICT應(yīng)用方案提供商。2014年公司品牌價(jià)值132.13億元。2010年6月，星網(wǎng)銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為家以自主創(chuàng)新打造核心競(jìng)爭(zhēng)力的公眾公司。

    作為家批創(chuàng)新型企業(yè)，星網(wǎng)銳捷鍛造了以企業(yè)研究院為核心、開(kāi)放合作的自主創(chuàng)新體系。星網(wǎng)銳捷現(xiàn)有員工7000余人，其中研發(fā)技術(shù)人員占公司總?cè)藬?shù)的40%以上，每年持續(xù)將10%左右的銷(xiāo)售收入投入研發(fā)，2014年研發(fā)投入達(dá)到5.4億元。作為家批技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)，星網(wǎng)銳捷多次承接和入選家火炬計(jì)劃、家863計(jì)劃項(xiàng)目、家核高基重大專(zhuān)項(xiàng)，形成大批具有內(nèi)和領(lǐng)導(dǎo)水平的核心技術(shù)，截止2015年6月，共申請(qǐng)1998項(xiàng)。

    基于強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，星網(wǎng)銳捷在網(wǎng)絡(luò)通訊、交換機(jī)、云計(jì)算終端、瘦客戶(hù)機(jī)、支付POS、“桌面云”、無(wú)線(xiàn)接入、寬帶接入、統(tǒng)通信、視頻信息應(yīng)用等各產(chǎn)品領(lǐng)域均形成了*的領(lǐng)導(dǎo)勢(shì)，同時(shí)也致力于在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、下代網(wǎng)絡(luò)、智慧園區(qū)、大數(shù)據(jù)等新興應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榭蛻?hù)帶來(lái)瞻的應(yīng)用解決方案，并成功進(jìn)軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美等市場(chǎng)，向客戶(hù)展示著“中創(chuàng)造”的*魅力。

    本項(xiàng)目為福建星網(wǎng)銳捷變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對(duì)福建星網(wǎng)銳捷兩個(gè)變電所內(nèi)的高壓柜、低壓配出線(xiàn)分別進(jìn)行監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(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(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(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(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司兩個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控。高壓部分監(jiān)控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼H-831A和WCB-831A系列微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置；低壓部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線(xiàn)柜。該高壓系統(tǒng)總計(jì)有7只微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置分條總線(xiàn)直接接至串口服務(wù)器，低壓系統(tǒng)144只ACR330ELH和ACR220EL型號(hào)的多功能電力儀表，分7條總線(xiàn)，通過(guò)串口服務(wù)器采集處理數(shù)據(jù)，zui后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接至值班室內(nèi)監(jiān)控主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

    本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為：微機(jī)綜合保護(hù)、多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)。 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(xiàn)傳輸，般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)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)但是在同時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS485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(xiàn)上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

    本項(xiàng)目針對(duì)這個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控；監(jiān)控范圍為變電所內(nèi)的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線(xiàn)柜及高壓側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

    進(jìn)出線(xiàn)回路均采用ACR330ELH及ACR220EL多功能電力儀表，其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)和繼電器控制輸出接點(diǎn)，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。

    低壓回路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，低壓配電二次圖見(jiàn)圖（2），功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：線(xiàn)三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警；斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。

圖（2）低壓配電二次圖

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能，主要完成對(duì)低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線(xiàn)監(jiān)控，對(duì)開(kāi)關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖（3）。

圖（3） 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息

    用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún)，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)，見(jiàn)圖（4）。

圖（4） 電能報(bào)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(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見(jiàn)圖（5）。

圖（5）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

    負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見(jiàn)圖（6）。

圖（6）趨勢(shì)曲線(xiàn)圖

4  結(jié)束語(yǔ)

    隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇，本文介紹了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在福建星網(wǎng)銳捷的實(shí)行，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話(huà)框及語(yǔ)音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為企業(yè)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。［2］

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶(hù)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(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡(jiǎn)介

繆建梅，女，本科。任職單位：現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，：，，，：http://it.acrel.cn