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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動(dòng)力機(jī)房和生產(chǎn)車(chē)間配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量,。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺(tái),，通過(guò)電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)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)

　　0 概述

　　朝陽(yáng)浪馬輪胎有限責(zé)任公司坐落于史稱(chēng)“三燕古都”的遼寧省朝陽(yáng)市，是全鋼絲載重子午線(xiàn)輪胎專(zhuān)業(yè)制造商,，是中國(guó)*家引進(jìn)*技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)全鋼絲子午線(xiàn)輪胎的大型現(xiàn)代化企業(yè),。公司遵循“嚴(yán)格管理,、精細(xì)操作、持續(xù)改進(jìn),、不斷向顧客提供滿(mǎn)意的產(chǎn)品和*服務(wù)”的質(zhì)量方針,，以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)滿(mǎn)意為zui終追求目標(biāo)，以不斷創(chuàng)新的輪胎產(chǎn)品為核心競(jìng)爭(zhēng)力,。公司系列開(kāi)發(fā)的輕型,、中型、重型卡車(chē)輪胎,、客車(chē)輪胎可滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外客戶(hù)的個(gè)性化需求,，使公司的產(chǎn)品和服務(wù)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)提升。浪馬公司始終秉承“誠(chéng)信,、合作,、雙贏(yíng)”的經(jīng)營(yíng)理念，追求與顧客共同成長(zhǎng),、共同進(jìn)步,。經(jīng)過(guò)持續(xù)改進(jìn)和創(chuàng)新，公司具備了年產(chǎn)全鋼絲載重子午線(xiàn)輪胎100萬(wàn)套的生產(chǎn)能力,，通過(guò)實(shí)施品牌戰(zhàn)略,，培養(yǎng)和發(fā)展自主品牌，使浪馬公司成為中國(guó)全鋼子午胎的企業(yè),。

　　本項(xiàng)目新增1#變電所,、5#變電所和無(wú)人值守變電所三處的配電柜，共計(jì)40個(gè)0.4KV回路需要進(jìn)行監(jiān)測(cè),。

　　1 客戶(hù)需求

　　因現(xiàn)場(chǎng)配電柜分布在兩個(gè)車(chē)間內(nèi),，給用電管理人員帶來(lái)了不便，根據(jù)其實(shí)際情況提出以下需求：

　　1,、 本次設(shè)計(jì),、集成的主要目的對(duì)分散配電的集中管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,。

　　2、 各個(gè)回路的電流越*無(wú)法實(shí)時(shí)被管理人員得知,，安全用電存在隱患,，系統(tǒng)需能實(shí)現(xiàn)聲光告警功能。

　　3,、 需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主變和直變的實(shí)時(shí)電流,、電壓、功率的波動(dòng)情況,。

　　4,、 能夠查看具體某個(gè)回路或幾個(gè)回路每天的用電量,，并可通過(guò)報(bào)表進(jìn)行對(duì)比。

　　根據(jù)用戶(hù)需求,，需要對(duì)生產(chǎn)車(chē)間和動(dòng)力機(jī)房配電柜進(jìn)行組網(wǎng)并建立電能管理系統(tǒng)(主要是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控),，在控制中心值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)30個(gè)0.4KV回路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),、統(tǒng)計(jì),、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(jì)算機(jī)技術(shù),、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(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(guò)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,、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(jìn)行設(shè)計(jì),，即站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，項(xiàng)目組網(wǎng)圖如下,，現(xiàn)場(chǎng)2地點(diǎn)的PZ80L-E4網(wǎng)絡(luò)電力儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接至串口服務(wù)器,，然后通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,，存儲(chǔ),，處理，顯示和上傳如圖(1)所示：　　

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

　　間隔設(shè)備層主要為：PZ96L-E4多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,，分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備分散安裝在3個(gè)變電所的配電柜內(nèi),，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)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：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,，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(hù)。

　　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(xiàn)傳輸,，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)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)zui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(xiàn)上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km,。

　　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(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(hù)，達(dá)到電能管理的自動(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(kù)供用戶(hù)查詢(xún),。

　　3.2 歷史事件

　　歷史事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)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(guò)歷史事件查看平臺(tái),，您可以根據(jù)自己的要求和查詢(xún)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。

　　3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)

　　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(kù)，定期生成報(bào)表,，以供用戶(hù)查詢(xún)打印,。

　　34 用戶(hù)權(quán)限管理

　　針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),，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(lái)的損失,，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行,?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo),、修改密碼,、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改,。

　　3.5 運(yùn)行負(fù)荷曲線(xiàn)

　　負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)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(xiàn)的，方便用戶(hù)及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況,。點(diǎn)擊畫(huà)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(xiàn)或歷史趨勢(shì)線(xiàn);對(duì)所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移,、縮放、量程變換等操作,，幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)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(guān)而方便的軟件支持。

　　3.6 遠(yuǎn)程報(bào)表查詢(xún)

　　報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶(hù)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(guò)篩選,、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶(hù)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(hù)提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能,。報(bào)表具有自由設(shè)置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現(xiàn)日,、月、年的電能統(tǒng)計(jì),，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)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PZ96L-E4的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。

　　PZ96L-E4尺寸及詳細(xì)參數(shù)如下圖2所示：　　

　　圖2 PZ96L-E4尺寸　　

　　系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)所有點(diǎn)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(hù)查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通訊狀態(tài)，如圖1：

　　遙測(cè)報(bào)警功能,，主要完成對(duì)直變和主變負(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。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(xún)功能,，見(jiàn)圖(3),。　

　　圖(3) 越限報(bào)警信息

　　用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún),，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún),，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(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)，用戶(hù)可以直接打印報(bào)表,，并導(dǎo)出為EXCEL格式如圖(4)所示：　　

　　圖(4) 電能報(bào)表

　　參數(shù)抄表功能,，主要所有回路的電參數(shù)進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún),，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)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(wú)功功率、頻率和有功電度,。如圖(5)所示,。　　

　　圖(5) 參數(shù)抄表

　　負(fù)荷趨勢(shì)曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)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(xiàn),，點(diǎn)擊畫(huà)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(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢(shì)分析和故障追憶,，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持,，見(jiàn)圖(6),。　　

　　圖(6)電流趨勢(shì)曲線(xiàn)圖

　　系統(tǒng)可針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)，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(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行,。可以通過(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄,、用戶(hù)注銷(xiāo),、修改密碼、添加刪除等操作,，方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改,。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　1)本系統(tǒng)于2015年5月完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，順利通過(guò)用戶(hù)驗(yàn)收并投入運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,，至今未出現(xiàn)任何故障,，得到用戶(hù)好評(píng)。

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

　　3)本系統(tǒng)采用對(duì)分布式配電的集中監(jiān)控,，達(dá)到了預(yù)期的效果，電能管理軟件運(yùn)行界面滿(mǎn)足了用戶(hù)需求,，并有效降低了設(shè)計(jì)和施工成本,。