摘要：介紹太倉特靈空調(diào)電能管理系統(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)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),，通過Acrel-3000型電能管理系統(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：大型制造企業(yè);太倉特靈空調(diào)電能管理系統(tǒng);0.4KV變電所,；專變,；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

0  概述 

    太倉特靈空調(diào)項(xiàng)目位于江蘇省蘇州市太倉市東亭北路64號(hào)。本項(xiàng)目為太倉特靈空調(diào)電能管理系統(tǒng),。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對(duì)太倉特靈空調(diào)廠內(nèi)2個(gè)10KV高壓變電所，1個(gè)0.4KV低壓變電所和3個(gè)專變內(nèi)的低壓配進(jìn)出線分別進(jìn)行電力監(jiān)控及電能管理,，以保證用電的安全,、可靠和高效。

    Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的新發(fā)展,，對(duì)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(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)太倉特靈空調(diào)廠房里高低壓變電所以及室外專變配電西戎進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為高低壓及專變上的49臺(tái)安科瑞自制型號(hào)為PZ96-E4/C的多功能電力儀表,、21臺(tái)第三方綜保和兩臺(tái)溫控儀進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理,。該系統(tǒng)72只多功能電力儀表，分9條總線,，這9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(jī)，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)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,、綜保、溫控儀等,。這些裝置分別對(duì)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(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：串口服務(wù)器和協(xié)議轉(zhuǎn)換隔離器，其主要功能為把RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS232信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)信號(hào),，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)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。

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(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,、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(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,。

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(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,，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)庫供用戶查詢。

    2.2  人機(jī)交互

    系統(tǒng)提供簡(jiǎn)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(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫面定時(shí)輪巡切換,；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)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(shí)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(hào)記錄,、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺(tái),，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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)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(cè)量和遙信量定時(shí)采集,，并且建立數(shù)據(jù)庫,，定期生成報(bào)表，以供用戶查詢打印,。

    2.5  用戶權(quán)限管理

    針對(duì)不同級(jí)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(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)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(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

    2.6  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,，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(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,。

    2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢

    報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對(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)本程序還向用戶提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能,。

3  案例分析

    太倉特靈空調(diào)電能管理系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域?yàn)?個(gè)低壓變電所、2個(gè)高壓變電所和2個(gè)專變,，本項(xiàng)目針對(duì)這個(gè)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、專變0.4KV低壓回路和10KV高壓配電回路的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜及饋線柜進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理,。

    進(jìn)出線線回路均采用PZ96-E4/C多功能儀表，其是針對(duì)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(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,，它能測(cè)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(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)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(dòng)化,、配電網(wǎng)自動(dòng)化,、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)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(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)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(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分,、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警,；斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒用戶及時(shí)處理故障,。 

 圖（2）低壓配電二次圖

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,，提醒值班人員及時(shí)處理,。見圖（3）和圖（4）。

 圖（3） 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息

圖（4）歷史遙測(cè)報(bào)警信息查詢

    參數(shù)抄表功能,，主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢,。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。該報(bào)表查詢供3個(gè)變電所和2個(gè)專變出線各高低壓回路的電參數(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(bào)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(bào)表功能,，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表,。該報(bào)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(shí)間內(nèi)的各配電回路的精確用電量，用戶可以直接打印報(bào)表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。 見圖（6）。

圖（6） 電能報(bào)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(shí)監(jiān)測(cè)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(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,。見圖（8）,。

圖（8）趨勢(shì)曲線圖

4  結(jié)束語

    隨著社會(huì)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(guó)各地重點(diǎn)工程項(xiàng)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-3000電能管理系統(tǒng)在太倉特靈空調(diào)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)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(shí)間,，將信息化帶入配電監(jiān)控,。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析,、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),，對(duì)分合閘,、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語音提示，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,。該系統(tǒng)運(yùn)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(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益,。［2］

參考文獻(xiàn)：

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