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　　安科瑞 張奇峰

　　江蘇安科瑞電器制造有限公司,，江蘇 江陰 214405;

　　摘要：介紹安科瑞電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集變電所內(nèi)的各種電參量,。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊遠傳至監(jiān)控后臺，通過電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)對變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理,。

　　關(guān)鍵詞：變電所 智能電力儀表 電能管理系統(tǒng) 白城移動

　　0 概述

　　白城移動通信分公司于1999年7月成立,，隸屬*吉林有限公司。現(xiàn)有正式員工251人,、社會化用工381人，固定資產(chǎn)5.5億元,，基站數(shù)281個,，網(wǎng)上用戶數(shù)近百萬，業(yè)務(wù)收入3個多億,，*71.44%,。

　　本項目變電所內(nèi)的配電柜，共計34個0.4KV回路需要進行監(jiān)測,。

　　1 客戶需求

　　根據(jù)其實際情況提出以下需求：

　　1.1本次設(shè)計,、集成的主要目的對配電回路的集中管理,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

　　1.2各個回路的電流越*無法實時被管理人員得知,，安全用電存在隱患,，系統(tǒng)需能實現(xiàn)聲光告警功能,。

　　1.3需實時監(jiān)測各回路的實時電流、電壓、功率的波動情況,。

　　1.4能夠查看具體某個回路或幾個回路每天的用電量,，并可通過報表進行對比。

　　根據(jù)用戶需求,，需要對變電所內(nèi)配電柜進行組網(wǎng)并建立電能管理系統(tǒng)(主要是數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控)，在控制中心值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺,，對34個0.4KV回路實時監(jiān)測,、統(tǒng)計、分析,，以保證用電的安全,、可靠和高效。

　　安科瑞電能管理系統(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(shè)備進行組網(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)運行的遠程監(jiān)控,、集中管理。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

　　本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,，即站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層,，項目組網(wǎng)圖如下,，現(xiàn)場地點的PZ80L-E4網(wǎng)絡(luò)電力儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場總線連接至串口服務(wù)器，然后通過以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控主機,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,，存儲,，處理,，顯示和上傳如圖(1)所示

　　間隔設(shè)備層主要為：PZ80L-E4多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,，分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備分散安裝在變電所內(nèi)的配電柜內(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：通訊服務(wù)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,。

　　建設(shè)完成后的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表均采用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)zui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32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km,。　　

　　圖(1)電能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　3 電能管理系統(tǒng)主要功能

　　3.1 數(shù)據(jù)采集與處理

　　數(shù)據(jù)采集是電能管理的基礎(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,，達到電能管理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。

　　3.2 歷史事件

　　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,。

　　3.3 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。

　　3.4 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,。可以通過用戶管理進行用戶登錄,、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,。

　　3.5 運行負(fù)荷曲線

　　負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時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;對所選曲線可以進行平移,、縮放,、量程變換等操作,，幫助用戶進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。

　　3.6 遠程報表查詢

　　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。

　　4 案例分析

　　安科瑞電氣股份有限公司為其選用PZ80L-E4的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,。

　　PZ80L-E4尺寸及詳細參數(shù)如下圖2所示：　　

　　圖2 PZ80L-E4尺寸　　

　　系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài),，紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài),，如圖3：　　

　　圖(3) 通訊狀態(tài)圖

　　遙測報警功能,，主要完成對直變和主變負(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(4),。　　

　　圖(4) 越限報警信息

　　用電量報表功能,，可選擇時間段進行查詢，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,，用戶可以直接打印報表，并導(dǎo)出為EXCEL格式如圖(5)所示：　　

　　圖(5) 電能報表

　　參數(shù)抄表功能,，主要所有回路的電參數(shù)進線查詢,。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,。電參數(shù)主要包括：三相電壓,、三相電流、有功功率,、無功功率,、頻率和有功電度。如圖(6)所示：　　

　　圖(6) 參數(shù)抄表

　　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(7)：　　

　　圖(7)電流趨勢曲線圖

　　系統(tǒng)可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,。可以通過用戶管理進行用戶登錄,、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,。

　　5 結(jié)束語

　　5.1本系統(tǒng)于2014年3月完成現(xiàn)場調(diào)試，順利通過用戶驗收并投入運行,，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,，至今未出現(xiàn)任何故障，得到用戶好評,。

　　5.2本項目的成功實施表明：本項目的技術(shù)方案是科學(xué)的,、合理的,、可行的。

　　5.3本系統(tǒng)采用對分布式配電的集中監(jiān)控,，達到了預(yù)期的效果,，電能管理軟件運行界面滿足了用戶需求，并有效降低了設(shè)計和施工成本,。

　　參考文獻

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