安科瑞 鮑靜君

　　摘要：介紹采埃孚（中國）投資有限公司電能管理系統(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-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)時監(jiān)控。

　　關(guān)鍵詞：工廠;采埃孚（中國）投資有限公司;變電所,；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

　　0  概述

　　采埃孚（中國）投資有限公司位于上海市松江區(qū)九亭鎮(zhèn)九涇路889號,，主要從事汽車零部件、船用零部件的批發(fā),，上述商品和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)出口,。

　　本項(xiàng)目為采埃孚（中國）投資有限公司的電能管理系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對變電所配電箱出線分別進(jìn)行電力監(jiān)控,，以保證用電的安全、可靠,。

　　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)、計算機(jī)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(jī)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)采埃孚（中國）投資有限公司變電所的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,。監(jiān)控范圍為安科瑞自制108臺多功能PZ系列儀表。該系統(tǒng)108臺多功能電力儀表,，分6條總線,，這兩條總線通過屏蔽雙絞線拉至采集器，后直接拉至值班室連接到監(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、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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)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(jī),、顯示器,、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上,，集中采集顯示現(xiàn)場設(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)傳輸速率達(dá)到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(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個設(shè)備,，傳輸距離達(dá)到1.2km,。

　　2  電能管理系統(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(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(jī)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(shí)時運(yùn)行參數(shù)，畫面定時輪巡切換,；畫面實(shí)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(jī)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(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(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，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改,。

　　2.6  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(shí)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

　　采埃孚（中國）投資有限公司電能管理系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域?yàn)樽冸娝潆娤?，本?xiàng)目針對變電所配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,。

　　現(xiàn)場所有回路均采用PZ及DTSD系列多功能儀表，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2路光電隔離開關(guān)量輸入接點(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(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

　　功率運(yùn)行曲線功能，主要完成對低壓各出線回路的功率進(jìn)行監(jiān)控,?？刹樵冐?fù)載的實(shí)時和歷史運(yùn)行狀態(tài)，從而分析開關(guān)異常的原因,。具備歷史查詢功能,。見圖（3）。

圖（3） 實(shí)時及歷史遙信遙測報警信息查詢

　　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,。該報表查詢樓層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（4）。

圖（4） 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（5）。

圖（5） 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),。紅色表示通訊故障，綠色表示通訊正常,。見圖（6）,。

圖（6）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

　　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)在采埃孚（中國）投資有限公司的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所配電回路用電的實(shí)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(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng),，方便值班人員的遠(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(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，實(shí)時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)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(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)，取得了較好的社會效益,。