摘要：介紹澳美制藥蘇州有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)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(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控,。

關(guān)鍵詞：大型制造企業(yè);澳美制藥蘇州有限公司;0.4KV變電所,；智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)

0  概述 

    澳美制藥蘇州有限公司位于江蘇省蘇州市虎丘區(qū)中唐路與真北路交匯處向北400米,。

    本項目為蘇州澳美制藥變電所電力監(jiān)控。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對漕湖標(biāo)準(zhǔn)廠房內(nèi)2個變電所內(nèi)的低壓配進(jìn)出線分別進(jìn)行電力監(jiān)控,，以保證用電的安全、可靠和高效,。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng),，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的新發(fā)展,，對變配電系統(tǒng)進(jìn)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(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò),，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理,。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)蘇州澳美制藥2個變電所的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,。監(jiān)控范圍為2個0.4KV變電所的2臺變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜的45臺安科瑞自制型號為ACR220ELK的多功能電力儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)45只多功能電力儀表,，分2條總線,，這2條總線通過屏蔽雙絞線拉至串口服務(wù)器，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理上傳至值班室監(jiān)控主機,，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通,。

    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,；如圖（1）所示：

圖（1）低壓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為：安科瑞多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量,、模擬量采集模塊和智能斷路器等,。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口,，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

    網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器,，其主要功能為把RS485信號轉(zhuǎn)換成RS232信號,，完成現(xiàn)場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)計算機,、顯示器,、UPS電源,、打印機等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況,，以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,，RS485采用屏蔽線傳輸,，一般都采用二根連線，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)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps,。RS485接口是采用平衡驅(qū)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(dá)32個設(shè)備,，大傳輸距離為1.2km,。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

    2.1  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,，實現(xiàn)遠(yuǎn)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Epi,、遠(yuǎn)程設(shè)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(zhǔn)確的顯示給用戶,，達(dá)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。

    2.2  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)電氣一次主接線圖,，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)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(guān)量顯示,；連續(xù)記錄顯示等,。

    2.3  歷時史事件

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

    2.4  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。

    2.5  用戶權(quán)限管理

    針對不同級別的用戶,，設(shè)置不同的權(quán)限組,，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失,，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄,、用戶注銷、修改密碼,、添加刪除等操作,，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

    2.6  運行負(fù)荷曲線

    負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量,，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況,。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換,；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移,、縮放,、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。

    2.7  遠(yuǎn)程報表查詢

    報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選,、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存,、打印模式,。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能,。

    報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月,、年的電能統(tǒng)計,，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。

3  案例分析

    澳美制藥有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域為2個變電所,，本項目針對這個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,；監(jiān)控范圍為配電所0.4KV低壓回路的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜及饋線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和電能管理,。

    進(jìn)出線線回路均采用ACR220ELK多功能儀表,，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè),、公共設(shè)施,、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(luò)電力儀表主要應(yīng)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(lǐng)域,。

    低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量,，其中包括：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；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài),，主要包括：開關(guān)的分,、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號,，提醒用戶及時處理故障,。 

圖（2）低壓配電二次圖

    遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警,，提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置,。具備歷史查詢功能,。見圖（3）和圖（4）。

圖（3） 實時遙信報警信息

圖（4）歷史遙測報警信息查詢

    參數(shù)抄表功能,，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢,。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能,。該報表查詢供2個變電所2臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù),，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度,。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱。見圖（5）,。

  圖（5） 參數(shù)抄表

用電量報表功能,，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢,，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能,。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。如下圖所示，某段時間內(nèi)的各配電回路的精確用電量,，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。 見圖（6）,。

圖（6） 電能報表

    系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。綠色表示通訊正常,，紅色表示通訊故障,。見圖（7）,。

圖（7）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線,，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換,；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能,。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。見圖（8）。

圖（8）趨勢曲線圖

4  結(jié)束語

    隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目,、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在澳美制藥有限公司的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對變電所低壓配電回路用電的實時監(jiān)控與電能管理,，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)，方便變電所值班人員的遠(yuǎn)程管理,，利于節(jié)省電能抄表的時間,，將信息化帶入配電監(jiān)控。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及語音提示,，并生成各種電能報表、分析曲線,、圖形等,，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,。該系統(tǒng)運行安全,、可靠、穩(wěn)定,，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),，取得了較好的社會效益。［2］

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10