鮑靜君

江蘇安科瑞電器制造有限公司

　　摘要：介紹唐山文豐鋼鐵電力監(jiān)控系統(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(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),，通過(guò)Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

　　關(guān)鍵詞：商業(yè)項(xiàng)目;唐山文豐鋼鐵;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)

　　0  概述

　　唐山文豐特鋼有限公司成立于2007年,，是一家集燒結(jié),、煉鐵、煉鋼,、軋鋼,、火車車輪為一體的制造企業(yè)，總資產(chǎn)62億元,，具有年產(chǎn)鐵 200萬(wàn)噸,，鋼200萬(wàn)噸，鋼材100萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力,，產(chǎn)品為圓坯,、特厚板和火車車輪，現(xiàn)有員工3300人,，公司已獲得質(zhì)量管理體系認(rèn)證,、環(huán)境管理體系認(rèn)證、測(cè)量管理體系認(rèn)證,、職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證,，2009年被省建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)為“河北省項(xiàng)目”，2014年通過(guò)了工信部審核,，從而成為符合《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè),。

　　本系統(tǒng)對(duì)唐山文豐鋼鐵高低壓配電室進(jìn)行電能管理，以保證用電的安全,、可靠和,。

　　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(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)，將分散的配電智能設(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

　　本項(xiàng)目共30臺(tái)ACR系列多功能電力儀表,。在配電室內(nèi)放置采集裝置，現(xiàn)場(chǎng)多功能儀表經(jīng)485總線連接至對(duì)應(yīng)的采集裝置,，現(xiàn)場(chǎng)串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)線將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)上,。

　　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。

　　間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,。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(guò)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：Anet智能網(wǎng)關(guān)將配電柜內(nèi)的綜保和電力儀表集中采集，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。

　　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),，由現(xiàn)場(chǎng)ACR系列多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,，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,、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢,，終達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,。

　　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，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)事件

　　歷時(shí)事件查看界面主要為用戶查看曾經(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),，用戶可以根據(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(kù)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(kù)，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(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(guò)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。

　　報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(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,。

　　3  案例分析

　　10kV回路安裝的AM5 系列產(chǎn)品具有統(tǒng)一的軟硬件平臺(tái),、強(qiáng)大的保護(hù)邏輯圖形化可編程功能和豐富的接口資源，能夠適應(yīng) 35kV 及以下電壓等級(jí)的各種變配電測(cè)控保護(hù)要求,，滿足個(gè)性化定制需求，廣泛應(yīng)用于建筑,、工業(yè),、能源等領(lǐng)域?？商峁?12 路交流輸入（標(biāo)準(zhǔn)硬件包括：三相保護(hù)電流,、兩個(gè)零序電流、三相測(cè)量電流及 4 個(gè)電壓通道）,，16 路可編程遙信輸入,，10 路可編程繼電器接點(diǎn)輸出，可滿足絕大多數(shù)場(chǎng)合下中低壓系統(tǒng)間隔層的保護(hù)測(cè)控要求,。

　　低壓回路采用的ACR系列多功能電力儀表是針對(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(wú)功功率,、功率因數(shù),、頻率、有功電度,、無(wú)功電度,。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。

　　配電一次圖見圖（1）,，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（1）低壓配電一次圖

　　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)表查詢變電所4臺(tái)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(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱,。見圖（2）,。

圖（2） 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。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表,。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,，顯示配電室某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的用電量,，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（3）,。

圖（3） 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),。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障,。見圖（4）,。

圖（4）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（5）。

圖（5）趨勢(shì)曲線圖

　　4  結(jié)束語(yǔ)

　　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-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在唐山文豐鋼鐵的應(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),。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(yǔ)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(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。