摘 要：本文介紹基于ACR系列可編程智能電測表的Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)在海門行政中心的應用,，實現了分散式采集和集中控制管理的智能化電力監(jiān)控,。

　　關鍵詞：;智能電測表;電力監(jiān)控軟件

　　0　 引言

　　海門位于的長江三角洲，建縣于公元958年(后周顯德5年),，因出江入海之門戶而得名，素有"棉糧故里,、濱江樂土"之稱,。

　　海門行政中心電力監(jiān)控和電能管理項目是2009年7月份開始的項目，旨在通過該系統(tǒng)實現行政中心A樓,，B樓,，H樓和主樓電力系統(tǒng)的集中管理和檢測，實現遠程智能化配電系統(tǒng),。該項目實現了海門行政中心4座樓內電力系統(tǒng)的智能管理,。設計方案為4個樓內的4個配電室，通過光電轉換器經過光纖拉倒主樓地下層的配電中心,。4個配電室現場放置通訊機柜,，儀表數據通過485線通過MOXA串口服務器，光電轉換器輸送到配電中心,。

　　1　 系統(tǒng)結構

　　Acrel-3000電力監(jiān)控軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的軟件,，大特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現方法,，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”,，便可以非常容易地實現和完成監(jiān)控層的各項功能。比如在分布式網絡應用中,，所有應用(例如趨勢曲線,、報警等)對遠程數據的引用方法與引用本地數據*相同,，通過“組態(tài)”的方式大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成時間，提高了集成效率,。海門行政中心變配電系統(tǒng)拓撲結構如圖1,。

　　圖1　變配電系統(tǒng)拓撲結構圖

　　系統(tǒng)采用分布式結構，按功能或區(qū)域進行劃分,，模塊化設計。整個系統(tǒng)分為三層,，即站控管理層,、網絡通訊層、現場設備層,。

　　1.1 現場設備層

　　現場設備層主要任務是將現場的各種配電系統(tǒng)的運行參數進行采集和測量,，并將采集和測量的各種數據經網絡通訊層傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)。其中主樓變配電室主要設備是：ACR220EL/KC,、ACR330EL/KC可編程智能電測表共96塊;A樓變配電室主要設備是：ACR220EL/KC可編程智能電測表共63塊;B樓變配電室主要設備是：ACR220EL/KC可編程智能電測表共59塊;H樓變配電室主要設備是：ACR220EL/KC可編程智能電測表共105塊,。上述設備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行,，具備RS-485 通信接口,，通過現場的RS-485總線將檢測到的各項電參數和狀態(tài)信號實時傳輸到中間層的數據處理單元—串口服務器。

　　ACR系列可編程智能電測表,，該系列儀表采用交流采樣技術,，能分別測量電網中的電流、電壓,、功率,、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率,。帶RS-485通訊接口,，采用Modbus協議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能,。

　　1.2 網絡通訊層

　　網絡通訊層位于現場層與主控層之間,，采用高性能、嵌入式通訊服務器,。通訊服務器負責把現場層儀表采集的數據經過網絡通信聯接,、數據交換上傳到主控層，是主控層與現場層的橋梁,。

　　1.3 站控管理層

　　主控層位于主樓地下層變配電室內,，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機,、UPS不間斷電源,、打印機等,。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現對整個行政中心的實時監(jiān)控和報表管理,。

　　海門行政中心的值班室位于主樓負層變配電室內,，配置臺工業(yè)網絡交換機;A樓變配電室現場采用8根總線，使用臺8口的串口服務器,，通過光纖連接至主樓值班室內的交換機上;B樓變配電室現場采用6根總線,，使用臺8口的串口服務器，通過光纖連接至主樓值班室內的交換機上;H樓變配電室現場采用5根總線,，使用臺8口的串口服務器,，通過光纖連接至主樓值班室內的交換機上;再通過交換機把數據傳輸到工控機。

　　2　 電力監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

　　系統(tǒng)依據客戶實際需求進行設計,，并實現了次主接線圖界面顯示;電參量遙測及電參量越限報警;事件記錄;系統(tǒng)運行異常監(jiān)測;故障報警及操作記錄;報表查詢與打印;系統(tǒng)負荷實時,、歷史曲線，用戶權限管理等主要功能,。

　　2.1 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多功能網絡儀表采集完成，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)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,。

　　2.2 人機交互

　　系統(tǒng)提供簡單、易用,、良好的用戶使用界面,。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣次主接線圖,，顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數;畫面實時動態(tài)刷新;模擬量顯示等,。

　　2.3 故障報警及事故追憶

　　在配電系統(tǒng)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,，以被用戶查詢，追憶故障原因,。

　　2.4 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,。

　　2.5 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,。

　　2.6 電能成本管理

　　自動進行日,、月、年的電能統(tǒng)計,，同時生成日,、月、年報表,。

　　3　 案例分析

　　海門行政中心低壓配電系統(tǒng)主要有10臺10/0.4 kV配電變壓器，本系統(tǒng)主要負責對低壓進線及相應配出回路的實時動態(tài)監(jiān)測,。

　　進線回路采用ACR330EL/KC,，它能測量三相電壓、三相電流,、有功功率,、無功功率、功率因數,、頻率,、有功電能、無功電能等多種電參量,，并帶有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,帶RS485通訊接口,。

　　配出回路采用ACR220EL/KC，它能測量三相電流,，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,，帶RS485通訊接口。

　　低壓配電系統(tǒng)主要監(jiān)測運行設備的電參量,，其中包括：進線三相電流,，功率，功率,，電能,，頻率等電參量及配出回路的三相電流，見圖2,。

　　圖2　B樓低壓配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)圖

　　系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖,，可實時查看系統(tǒng)各設備通訊運行情況，見圖3,。

　　圖3　電力監(jiān)控系統(tǒng)通訊狀態(tài)圖

　　遠程抄表功能,，完成對各主要回路的實時遠程集抄功能,，見圖4。

　　圖4　遠程抄表

　　事件記錄功能,，事件記錄報警可實時歷史查看,，見圖5。

　　圖5　事件記錄

　　4　 設備與投資

　　根據現場實際情況所配置的系統(tǒng)硬件含采集裝置,、電源,、工作站主機、打印設備,、系統(tǒng)軟件,、弱電安裝施工等總計費用為19萬元左右。配電各環(huán)節(jié)的數據均可通過監(jiān)控主機集中顯示,，方便配電管理人員及時發(fā)現配電故障環(huán)節(jié),，按月統(tǒng)計用電數據，又可以轉發(fā)上傳至樓宇自控系統(tǒng)BAS,，便于整體調度,。相對于傳統(tǒng)的電工抄表、統(tǒng)計雖增加了次投入,，但智能化程度得到極大提高,，節(jié)省了人力資本的投入。省去了值班人員現場抄表的煩瑣,，具有投資少,、簡明實用、便于智能管理等優(yōu)點,。

　　5　 結束語

　　Acrel-3000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有通用性好,、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點,，在海門行政中心項目上得以成功應用,。隨著計算機信息技術的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高,，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實現配電室的無人職守真正成為現實,，系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數據和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況,，制定詳細的設備維護計劃,，減少人力投入，提高工作效率,，從而降低整個系統(tǒng)的運營成本,。

　　參考文獻：

　　[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程,、周中,，中國電力出版社

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