安科瑞 張奇峰

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰

　　摘要：介紹寶鋼文化中心,，采用綜合保護裝置、智能電力儀表,，采集配電現(xiàn)場的各種電參量和狀態(tài)信號,。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺,，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理,。

　　關(guān)鍵詞：寶鋼文化中心;35KV變電所;10KV變配電所;綜合保護裝置;智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)。

　　0 概述

　　寶鋼集團有限公司(簡稱寶鋼)是中國競爭力的鋼鐵企業(yè),，自2003年至2007年,，寶鋼連續(xù)五年進入世界500強。2007年，標(biāo)準(zhǔn)普爾評級公司宣布：寶鋼集團公司和寶鋼股份長期信用等級確認(rèn)為“A-”,，展望從上年的“穩(wěn)定”上調(diào)為“正面”,，這是繼2006年12月寶鋼取得歷史zui高評級“A-”后的又一突破。2007年,，寶鋼第三次進入美國《財富》雜志評選的“zui受尊敬的公司”榜單,。

　　上海寶鋼文化中心位于上海市寶山區(qū)牡丹江路1569號，建筑面積88000平方米,，是集文化體育,、商業(yè)于一體建筑。

　　本方案是為寶鋼文化中心35KV站和10KV站部分設(shè)計的電力監(jiān)控系統(tǒng),。

　　1 需求分析

　　現(xiàn)場共有三座變電室,，分別為35KV變電室(35KV部分及10KV部分)、1#10KV變電室(10KV部分和0.4KV部分),、2#10KV變電室(10KV部分和0.4KV部分)。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理,、分析處理,。軟件大概功能要求如下：

　　電壓、電流,、功率,、功率因數(shù)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(nèi)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(quán)限管理，便于分級操作,。

　　本技術(shù)條件適用于寶鋼文化中心的變配電室,。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴展,、便于維修與維護,。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不僅限于此,，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求,。

　　2 系統(tǒng)方案

　　監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對寶鋼文化中心變配電進行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為35KV變電室的綜合保護裝置、多功能儀表,、直流屏,、交流屏、變壓器溫控儀;1#10KV變電室的綜合保護裝置,、變壓器溫控儀,、低壓進線多功能儀表;2#10KV變電室的綜合保護裝置、變壓器溫控儀,、低壓進線多功能儀表,。系統(tǒng)接入35KV變電室17塊綜合保護裝置，21塊多功能儀表,，1塊直流屏,，2塊變壓器溫控儀，共分10條總線,，總線直接接入本變電所內(nèi)工控機擴展端口;1#10KV變電室6塊綜合保護裝置,，4塊多功能儀表，4塊變壓器溫控儀,，共分4條總線,，總線直接接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集箱，通過光纖上傳數(shù)據(jù)至35KV變電室值班室主機;2#10KV變電室6塊綜合保護裝置,，4塊多功能儀表,，4塊變壓器溫控儀，共分4條總線,，總線直接接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集箱,，通過光纖上傳數(shù)據(jù)至35KV變電室值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通,。如下圖所示：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　1)站控管理層

　　站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)通訊層

　　通訊層主要是由NPORT5410串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成,。NPORT5410串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表,、綜合保護裝置、直流屏,、變壓器溫控儀;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,，使配電系統(tǒng)管理集中化,、信息化、智能化,，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性,、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的,。

　　3)現(xiàn)場設(shè)備層

　　現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,，主要由智能儀表、綜合保護裝置,、直流屏,、變壓器溫控儀組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控,。

　　智能儀表現(xiàn)場連接示意

　　現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接,，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5410,，進而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端,。具體連接示意圖如下所示：

　　低壓進線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),，如：三相電壓、電流,、功率因數(shù),、頻率、有功電度,、無功電度,。

　　3 系統(tǒng)功能

　　功能特點

　　本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便;運行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)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

　　為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等),。定義不同級別用戶的登錄名,、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行維護管理提供可靠的安全保障,。將用戶的級別分為操作工,、工程師,、系統(tǒng)管理員這三個等級，每個等級可以單獨賦給不同的操作權(quán)限,，包括進入運行,、退出運行、報表管理,。系統(tǒng)管理員為zui高等級用戶,，高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶,。

　　監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊,，標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面,。

　　標(biāo)題界面中顯示當(dāng)前登錄用戶及系統(tǒng)當(dāng)前時間,。

　　系統(tǒng)界面中顯示當(dāng)前界面對應(yīng)各種參數(shù)。

　　菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕,。不同的功能按鈕,，可進入相應(yīng)的功能界面。

　　配電監(jiān)測界面

　　配電監(jiān)測功能

　　可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量,。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流,，電能。在母線(既圖中橫線)上方數(shù)字(如：1H5)代表開關(guān)柜

　　當(dāng)選擇以“管理員”身份登錄系統(tǒng)后,，可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱,，直接對回路名稱進行修改，修改后系統(tǒng)會自動保存,。系統(tǒng)圖中,，各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示，紅色表示回路接通,，綠色表示回路斷開,。

　　通過“直流溫控”按鈕，界面可顯示直流屏,，溫控儀實時采集的數(shù)據(jù),。

　　低壓系統(tǒng)圖

　　此界面可以觀測進線柜及各出線柜的實時運行狀態(tài)。

　　通訊狀態(tài)

　　實時顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位,。從而方便系統(tǒng)維護人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài),，對出現(xiàn)異常的設(shè)備及時維護，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,。

　　通訊狀態(tài)圖

　　通訊狀態(tài)能夠看到整個系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)診斷功能,。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時,，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元,。紅色表示通訊正常，綠色表示儀表通訊出線故障,。及時通知維系人員進行查詢故障原因,。

　　電參量報表

　　實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù),、順序事件記錄等均可保存到實時數(shù)據(jù)庫,。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢zui近更新的記錄數(shù)等,，并通過報表方式顯示出來,。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

　　設(shè)置需要查詢的時間,，點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表,。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流,、有功功率,、無功功率、功率補償因數(shù),、電能,。

　　該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定,，電流越限,，功率、功率因數(shù)是否符合要求,。以此為依據(jù)，對系統(tǒng)進行更好的管理和優(yōu)化,。

　　報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,，同時具備打印功能。點擊打印報表,，按需要即可打印報表,。

　　電能報表

　　以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能,，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)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(tǒng)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追溯,，維護計量體系的正確性,。

　　電能報表功能

　　用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內(nèi)的各回路用電,，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi),，可方便查詢。

　　通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間,，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量,。

　　該報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出，同時具備打印功能,。

　　電流曲線

　　對配電系統(tǒng)總進線回路(或重要負(fù)荷的出線)設(shè)計了電流勢曲線,。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性,，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障,。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢,，適時調(diào)整需量申報,，減少因需量偏差過大造成的多余繳費。

　　電流曲線功能

　　曲線圖表的X軸表示時間跨度,，Y軸表示量程,，選擇相應(yīng)的回路刷新曲線，可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示;

　　電流曲線可以幫助用戶進行電能質(zhì)量分析和故障分析,。

　　報警及事件

　　實時報警

　　實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量,。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺,。

　　當(dāng)有電流或者電壓越限,，并且觸及報警界*，“相應(yīng)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(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間,，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)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(nèi)容等,。

　　系統(tǒng)事件

　　系統(tǒng)事件查詢功能

　　此界面中,，選擇“實時事件”，可以查看當(dāng)前狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運作情況,，選擇“事件查詢”,，可以查詢?nèi)我鈺r刻的運作情況,。

　　4 結(jié)束語

　　在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要,，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在寶鋼文化中心的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)通訊功能,，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng),。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析,、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),，對分合閘,、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示,、短信報警燈,，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(tǒng)運行安全,、可靠、穩(wěn)定,，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),，取得了較好的企業(yè)效益。

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