電力監(jiān)控系統在某市安置區(qū)的應用

安科瑞 陳聰 周潔

摘要：介紹某市安置區(qū)項目，采用智能電力儀表，采集配電現場的各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統實現變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。 關鍵詞：某市安置區(qū)項目；變配電所；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統。

0概述
某市片區(qū)安置區(qū)項目占地面積15萬平方米，規(guī)劃總建筑面積45.1萬平方米，規(guī)劃建設21-26層安置樓房20棟。
本項目的4個10/0.4kV變配電室需要進行電力監(jiān)控，10臺10kV/0.4kV變壓器，多功能電力儀表、微機保護裝置采用RS485總線組網接入變配電站內的數據采集器，然后接入變電站值班室電力監(jiān)控主機。

1需求分析

電力監(jiān)控系統需要實現數據集中管理、分析處理。軟件功能要求如下：
電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。
對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。
對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。
對各回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。
多用戶權限管理，便于分級操作。  

2 技術標準

本技術規(guī)范書引用的國家和行業(yè)標注如下：
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
GB/50198 《監(jiān)控系統工程技術規(guī)范》
GB50054-2011 《低壓配電設計規(guī)范》
IEC 61587 《電子設備機械結構系列》
DL/T448-2000 《電能計量裝置技術管理規(guī)程》
DL/T 698.1-2009 《第1部分：總則》
DL/T 698.2-2010 《第2部分：主站技術規(guī)范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求》
DL/T 698.35-2010 《第3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》
DL/T 698.41-2010 《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
DL/T 698.42-2010 《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》  

3 系統方案

監(jiān)控系統主要實現對某市安置區(qū)項目變配電進行用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變配電所的綜合保護裝置、變壓器溫控儀、直流屏、多功能儀表。系統接入18臺AM5型微機保護裝置和246只ACR型多功能電力儀表，485總線直接接入本變電所內數據采集器，通過網線上傳數據至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現總線上儀表與監(jiān)控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。 

系統網絡拓撲圖

  1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。
2）網絡通訊層
通訊層主要是由數據采集器及總線網絡組成。數據采集器主要功能是監(jiān)測現場智能儀表；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。
3）現場設備層
10KV回路安裝的AM5 系列產品具有統一的軟硬件平臺、強大的保護邏輯圖形化可編程功能和豐富的接口資源，能夠適應 35kV 及以下電壓等級的各種變配電測控保護要求，滿足個性化定制需求，廣泛應用于建筑、工業(yè)、能源等領域。可提供 12 路交流輸入（標準硬件包括：三相保護電流、兩個零序電流、三相測量電流及 4 個電壓通道），16 路可編程遙信輸入，10 路可編程繼電器接點輸出，可滿足絕大多數場合下中低壓系統間隔層的保護測控要求。
低壓回路采用的ACR系列多功能電力儀表是針對電力系統、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統及智能建筑等領域。
  4 系統功能

功能特點
本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。
  登錄界面 安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統為保障系統安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統配置、用戶管理等。 

登陸界面 配電監(jiān)測界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參數信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總功率因數，斷路器合分位狀態(tài)。 

 配電監(jiān)測功能

通訊狀態(tài)
安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統支持實時監(jiān)視接入系統的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現異常的設備，保證系統的穩(wěn)定運行。

主要功能：具備完整的系統通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統主機和數據采集器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。 

通訊狀態(tài)圖 電參量報表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、相應時間或選擇查詢近期更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。
主要功能：查詢各回路或者設備相應時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、相應時間或選擇查詢近期更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設備相應時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。 

電參量報表功能

電能報表
安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。 

電能報表功能

報警及事件
實時報警
實時報警窗口監(jiān)測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。
當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
通過調節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。  

5 結束語

在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統在某市安置區(qū)的應用，可以實現對變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，還具有網絡通訊功能，可以與數據采集器、計算機等組成電力監(jiān)控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限可彈出報警對話框，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，該系統運行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決用電問題提供了真實可靠的依據。