鮑靜君

（江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405）

摘要：本文主要介紹茅臺(tái)酒廠五期電力監(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：配電監(jiān)控,；電力監(jiān)控系統(tǒng),；智能電力儀表

1 概述：

本文介紹的Acrel-2000系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)檢測(cè)和可編程技術(shù)研制的套適用于高、低壓配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控系統(tǒng),，可實(shí)現(xiàn)中央變電所,、采區(qū)變電所的集中管理和無(wú)人值守，對(duì)于提高供電系統(tǒng),。系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)廣泛應(yīng)用于電力,、化工、國(guó)防,、建材,、市政、學(xué)校,、醫(yī)院,、建筑、交通,、冶金等行業(yè),。本文以茅臺(tái)酒廠新區(qū)（五廠）電力監(jiān)控為例加以介紹。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

貴州茅臺(tái)酒廠集團(tuán)由中國(guó)貴州茅臺(tái)酒廠有限責(zé)任公司,、貴州茅臺(tái)酒廠集團(tuán)技術(shù)開(kāi)發(fā)公司,、貴州茅臺(tái)酒廠集團(tuán)習(xí)酒有限公司、及其全資子公司,、控股公司,、參股公司等近 20 家企業(yè)構(gòu)成，集團(tuán)所涉足的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域包括茅臺(tái)白酒,、禮盒白酒、原漿酒,、啤酒,、葡萄酒、紅酒,、證券,、銀行、保險(xiǎn),、物業(yè),、科研等。

為了加強(qiáng)茅臺(tái)酒廠新區(qū)用電的科學(xué)管理和提高電能的利用率,，茅臺(tái)酒廠新廠需設(shè)計(jì)套電力監(jiān)控系統(tǒng),，此項(xiàng)目的監(jiān)控范圍為：主要針對(duì)茅臺(tái)酒廠新區(qū)專(zhuān)變的用電進(jìn)行監(jiān)測(cè),，該監(jiān)測(cè)范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測(cè)2個(gè)專(zhuān)變內(nèi)4路變壓器出線回路,、8路無(wú)功補(bǔ)償,、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，安科瑞電氣股份有限公司于2010年11月承接了茅臺(tái)酒廠新廠系統(tǒng)集成工作,，并根據(jù)變電所現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求,，為其選用了我司ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

Acrel -2000符合的標(biāo)準(zhǔn)

本技術(shù)方案以現(xiàn)行國(guó)家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),，國(guó)標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn),。

GB2887-2000                        《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002                  《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001                          《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010                 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002                 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002            《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T721-2000           《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

DL/T770-2001           《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008                  《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB-14285-2006                  《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002              《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

GB/T15145-2001                  《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006                      《電氣裝置安裝工作盤(pán),、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/50198-2011                  《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5                        《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》

DL/T5003-2005                     《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

IEC-61131-3                    《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

4 Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

4.1 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示,。需要完成采集的信號(hào)包括：三相電壓U、三相電流I,、頻率Hz,、功率P、功率因數(shù)COSφ,、電度Epi,、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù),，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

4.2 人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單,、易用,、良好的用戶(hù)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(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換,；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新,；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示,；連續(xù)記錄顯示等,。

4.3 運(yùn)行負(fù)荷曲線

負(fù)荷趨勢(shì)曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的,，方便用戶(hù)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況,。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,；可以查看實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線或歷史趨勢(shì)線；對(duì)所選曲線可以進(jìn)行平移,、縮放,、量程變換等操作，幫助用戶(hù)進(jìn)線趨

勢(shì)分析和故障追憶,，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,。

4.4 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)

主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),，定期生成報(bào)表,，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

4.5 遠(yuǎn)程報(bào)表查詢(xún)

報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選,、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶(hù)的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存,、打印或者召喚保存,、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能,。

報(bào)表具有自由設(shè)置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現(xiàn)日,、月、年的電能統(tǒng)計(jì),，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。

4.6 歷時(shí)事件

歷時(shí)事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號(hào)記錄,、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過(guò)歷史事件查看平臺(tái),，您可以根據(jù)自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件,，為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

4.7 用戶(hù)權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),，設(shè)置不同的權(quán)限組,，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失,，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行,?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo),、修改密碼,、添加刪除等操作,，方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

5 茅臺(tái)酒廠新區(qū)案例分析

本項(xiàng)目中,，主要針對(duì)茅臺(tái)酒廠新區(qū)專(zhuān)變的用電進(jìn)行監(jiān)測(cè),，該監(jiān)測(cè)范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測(cè)2個(gè)專(zhuān)變內(nèi)4路變壓器出線回路,、8路無(wú)功補(bǔ)償,、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，2個(gè)變電所具體為80米,，采用屏蔽雙絞線將信號(hào)直接上傳至監(jiān)控值班室內(nèi),。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式，監(jiān)控中心值班室放置1臺(tái)主機(jī),，2臺(tái)通訊服務(wù)器,、1臺(tái)UPS電源、1臺(tái)打印機(jī)及報(bào)警蜂鳴器等,。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,；具體設(shè)備連接情況請(qǐng)見(jiàn)下圖（1）,。

圖（1）

間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開(kāi)關(guān)量,、模擬量采集模塊和智能斷路器等,。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通訊接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,，RS485采用屏蔽線傳輸,，般都采用二根連線,，接線簡(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,、在同時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)高傳輸速率為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),，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，大傳輸距離為1.2km,。

6 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)功能模塊具體分為5塊,，包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)負(fù)荷曲線,、用電報(bào)表,、用戶(hù)管理，以下介紹各模塊功能,。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示功能主要根據(jù)茅臺(tái)酒廠新區(qū)配電系統(tǒng)次配電系統(tǒng)圖繪制而成,，通過(guò)此圖使用者可清晰看出配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并能實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)用電情況,，通過(guò)標(biāo)注回路用途,，使配電系統(tǒng)的走向更為清晰化，另外回路名稱(chēng)可隨時(shí)根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行更改,，但是此處設(shè)置了更改權(quán)限,，需用戶(hù)登錄并正確輸入密碼后才可進(jìn)行回路名稱(chēng)更改，電壓,、電流等常規(guī)電參量也可以在次示意圖界面上查看,，下圖（2）為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面：

圖（2）

負(fù)荷趨勢(shì)曲線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,，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)線趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線打印功能,。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（3）。

圖（3）

電參量報(bào)表功能,，主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢(xún),。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún)，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。該報(bào)表查詢(xún)供變電所內(nèi)所有出線回路的電參數(shù),，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。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）

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),。如下圖所示,，顯示健身中心某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的用電量，用戶(hù)可以直接打印報(bào)表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。見(jiàn)圖（5）。

圖（5）

事故報(bào)警和追憶：對(duì)于電氣值班人員來(lái)說(shuō),，跳閘報(bào)警的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性是非常重要的指標(biāo),，電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶(hù)定制的報(bào)警功能主要針對(duì)配電室低壓回路斷路器的分合閘變位，通過(guò)報(bào)警窗口和外置音箱發(fā)出報(bào)警音提示值班人員低壓饋出回路斷路器發(fā)生了變位,，根據(jù)報(bào)警窗口顯示的內(nèi)容,，可以立即定位報(bào)警回路并進(jìn)行響應(yīng)，保障配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,。見(jiàn)圖（6）

圖（6）

針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對(duì)系統(tǒng)的不同操作,，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行。通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄,、用戶(hù)注銷(xiāo),、修改密碼、添加刪除等操作,，方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改,。

7 運(yùn)行效果

在Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個(gè)廠區(qū)用電基本上靠人工來(lái)抄表,，投入了大量的人力資源,，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也不能及時(shí)被值班人員掌控，增加了設(shè)備運(yùn)行時(shí)的隱患,。Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后,，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；并生成各種電能報(bào)表,、分析曲線,、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析,、研究,；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時(shí)檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。通過(guò)報(bào)警窗口的應(yīng)用,，了電氣故障,，使值班人員更加安全，整套工作的實(shí)施也更加人性化,，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況,，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少人力投入,，提高工作效率,，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)WEB發(fā)布之后,，不但支持局域網(wǎng)瀏覽,，對(duì)廣域網(wǎng)Internet 也樣適用。這也意味著茅臺(tái)酒廠管理人員可以通過(guò)廣域網(wǎng)實(shí)時(shí)查看新區(qū)所有生產(chǎn)用電情況和員工的工作情況,。本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設(shè)備維護(hù)人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段,。自該電力監(jiān)控系統(tǒng)投運(yùn)以后，員工的考核有據(jù)可查,，獎(jiǎng)懲全部建立在完善的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上,，生產(chǎn)管理明顯，工廠的生產(chǎn)效率也得到了明顯的提高,。軟件功能對(duì)生產(chǎn)管理者來(lái)說(shuō)：其簡(jiǎn)單,，方便，快捷的滿(mǎn)足了對(duì)員工的管理,；對(duì)生產(chǎn)線上的員工來(lái)說(shuō)：其考核規(guī)則是公平,，公正的。所以自系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái),，該軟件得到了公司員工的好評(píng),。

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. 中國(guó)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)控與電力監(jiān)控系統(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

公司名稱(chēng)：江蘇安科瑞電器制造有限公司
聯(lián) 系 人：鮑靜君
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