摘    要：介紹種基于數(shù)字式智能儀表在配電系統(tǒng)改造中的應用，現(xiàn)場層采用智能數(shù)顯儀表（SCADA）采集配電現(xiàn)場的U,、I,、P、COS¢,、 Ep等電參量和開關信號,；現(xiàn)場儀表組網(wǎng)通訊并遠傳至后臺監(jiān)控系統(tǒng)，同時通過智能儀表的輸出控制繼電器,，遠程控制斷路器的合,、分閘操作，達到低壓配電系統(tǒng)的自動化綜合管理,。
關鍵詞：低壓智能配電系統(tǒng)  Acrel-2000 型  三遙   RS485通訊

0　 概述
 　　勝利油田物探院配電室于1992年建成投產，已安全運行16年,，配電系統(tǒng)分為高,、低壓兩大部分，高壓部分有聊城甲線和淄博甲線兩條10KV進線,，有6臺1250KVA有載調壓變壓器,。物探院屬于重要電力負荷用戶，主要包括網(wǎng)絡二樓處理機房機群及其配套用電設備,；網(wǎng)絡三樓解釋機房,、局域網(wǎng)服務器及其配套用電設備、局信息中心ERP機房計算機及其配套用電設備,；綜合樓處理和解釋機房用電設備,；制冷機組及其配套用電設備以及全院的生產，生活用電,。
　　高,、低壓次設備是十四年前安裝的，原配電系統(tǒng)采用的是MS-2801數(shù)據(jù)庫定義系統(tǒng),，所用備件多,，通訊線接點多，易出故障，操作系統(tǒng)是Windows NT 4.0,，應用,、維護起來比較繁瑣。近幾年來隨著全院電力負荷的增加和SP2機群的擴容,，變壓器容量和配電回路開關的容量和數(shù)量已不能滿足當前用電負荷的需求,，并且設備嚴重老化，斷路器分斷能力差,；另外,，供電公司正在進行油田線路升壓，原6KV進線已升為10KV,，原低壓母線和變壓器出線開關容量不夠,，電容補償柜也已老化，起不到無功補償?shù)淖饔?。為了保證全院科研,、生產的正常運行，我們對低壓配電系統(tǒng)進行了次的系統(tǒng)改造,。
　　由于物探院屬于級供電用戶,，供電系統(tǒng)要求安全、可靠,。根據(jù)場地設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控和集中管理的要求,，改造后的配電系統(tǒng)采用了Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)實現(xiàn)對高低壓設備的遙測、遙信,、遙控即“三遙”功能,。
　　Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術,、計算機技術,、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng),，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為個有機的整體,，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理,。

1　 配電監(jiān)控系統(tǒng)構成
　　本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網(wǎng)絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

　　間隔層主要的設備為：多功能網(wǎng)絡電力儀表,、開關量,、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的次設備安裝在電氣柜內,，這些裝置均采用RS485通訊接口,，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
　　中間層主要為：通訊服務器,，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集,，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)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(tǒng)安裝在計算機上,，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況,，以人機交互的形式顯示給用戶，同時用戶可以通過系統(tǒng)軟件發(fā)送指令至現(xiàn)場設備,，實現(xiàn)遠程遙控功能,。
　　以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485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)但是在同時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)高傳輸速率為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，大傳輸距離為1.2km,。

2　 監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能
　　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，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成,，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)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(shù)COSφ,、電度Ep,、遠程設備運行狀態(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(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢,。
　　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(shù),，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新,；模擬量顯示,；開關量顯示；連續(xù)記錄顯示等
　　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)生的時間地點，以被用戶查詢,，追憶故障原因,。
　　4）數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫,，定期生成報表,，以供用戶查詢打印。
　　5）用戶權限管理
　　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(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運行。
　　6）電能成本管理
　　自動進行日,、月,、年的電能統(tǒng)計，可以進行尖,、峰,、平、谷時段設定,，實現(xiàn)具有電能分時計費功能,，同時生成日、月,、年報表,。
　　7）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,。

3　 案例分析
　　勝利油田物探研究院低壓配電系統(tǒng)主要有6臺10kv/0.4kv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)控。
　　進線回來采用ACR320EK多功能網(wǎng)絡電力儀表,，其是針對電力系統(tǒng),、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(wǎng)絡電力儀表,，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓,、電流,、有功功率、無功功率,，功率因數(shù),、頻率、有功電度,、無功電度等多種電參量,。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(xiàn)斷路器的遙信,、遙控操作,。該系列網(wǎng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化,、小區(qū)電力監(jiān)控,、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領域,。
　　重要配出回路采用ACR100K系列網(wǎng)絡電力儀表,，該儀表主要完成三相電流、三相電壓,、有功電度的測量以及開關信號的檢測和繼電器遙控輸出,。
　　般配出回路采用Pz42-AI/KC系列網(wǎng)絡儀表，該儀表主要完成三相電流測量,、開關信號檢測和繼電器遙控輸出,。
　　圖（1）為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，實時顯示遙測數(shù)值,，斷路器運行狀態(tài)信息，運行事件報警,，畫面快捷切換,，系統(tǒng)功能菜單等主要功能。

圖（1）　主監(jiān)控畫面

　?、龠b測：主要監(jiān)測運行設備的電參量,，其中包括：進線三相電壓,，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,；
　?、谶b信：實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警,；
　?、圻b控：主要實現(xiàn)對智能斷路器的遠程分/合閘操作，所有操作均要通過嚴格的權限驗證,，以防止運行人員誤操作,。
　　報表統(tǒng)計功能：主要完成對進線回路的事件記錄報表（見圖（2））；遠程抄表（見圖（3））以及用電統(tǒng)計報表統(tǒng)計（見圖（4））,，支持時間查詢及報表打印輸出,。

圖（2）　事件記錄報表

圖（3）　遠程抄表報表

圖（4）　電能統(tǒng)計報表

　　負荷曲線：定時采集進線回路的電流參量，同時生成趨勢曲線（見圖（5））,，實時了解設備負荷狀況,，同時為事故追憶提供依據(jù)。

圖（5）　趨勢曲線

4　 系統(tǒng)特點
　　通訊線接點少,，畫面顯示直觀,，數(shù)據(jù)刷新快，及時反應現(xiàn)場設備的運行狀況,，同時系統(tǒng)操作簡單,，方便用戶使用。

5　 結束語
　　目前該系統(tǒng)已經成功投入運行近半年,，系統(tǒng)運行安全,、穩(wěn)定，極大的方便了用戶的使用,。隨著社會的快速發(fā)展,，用戶對供配電自動化和智能化的要求越來越高，實現(xiàn)配電室的無人職守已經成為未來配電自動化發(fā)展的個方向,；ACREL-2000型低壓智能配電系統(tǒng)是解決供配電高質量運行的良好配電系統(tǒng)之,，通過系統(tǒng)的運行，可以實現(xiàn)和保障配電系統(tǒng)的可靠,、安全,、穩(wěn)定運行，并在此基礎上降低設備運行成本,，提高配電自動化質量,。

參考文獻
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[2] 朱立泉 變配電系統(tǒng)的智能管理系統(tǒng)分析  智能建筑電氣技術  2007年第1卷第4期
[3] 王振生 解析《變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)》智能建筑電氣技術  2006

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：徐玉麗 

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