摘要 本文介紹天水市第一人民醫(yī)院電力監(jiān)控系統(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(hào)。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(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：醫(yī)療機(jī)構(gòu);天水市第一人民醫(yī)院;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
0 概述
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)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)場設(shè)備連接為一個(gè)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 項(xiàng)目介紹
本項(xiàng)目為天水市第一人民醫(yī)院門急診大樓電力監(jiān)控系統(tǒng),，系統(tǒng)分 和樓層兩塊,，本項(xiàng)目針對(duì)這兩塊的配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控；監(jiān)控范圍為地下變電所的T1,、T2,、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線柜,、聯(lián)絡(luò)柜,、饋線柜儀表和每個(gè)樓層中的配電柜中的儀表進(jìn)行監(jiān)控。
2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
該系統(tǒng)總計(jì)有328只儀表（其中包括ACR網(wǎng)絡(luò)智能電力儀表,，ADL網(wǎng)絡(luò)多功能儀表PZ三相電能表,，PZ三相電流表，），分13條總線,，由于變電所與值班室距離較近,，故直接采用屏蔽雙絞線連接，最后通過網(wǎng)線拉至電工值班室連接到監(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),，即現(xiàn)場設(shè)備層，網(wǎng)絡(luò)通訊層與站控管理層,；如圖（1）所示：
圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
1）現(xiàn)場設(shè)備層主要為：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(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MODBUS總線組網(wǎng)通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集,。
2）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(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
3）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),、報(bào)警蜂鳴器等設(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(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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,，傳輸距離為1.2km,。
3 電力監(jiān)控系統(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,。
3.2 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(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,。
3.3 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,。
3.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時(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。
3.5 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,。可以通過用戶管理進(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,。
3.6 運(yùn)行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(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)趨勢曲線或歷史趨勢線,；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。
3.7 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,。
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,。
數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)圖顯示
進(jìn)線回路采用ACR330ELH多功能諧波儀表，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,、并可監(jiān)測電壓,、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。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,。
配出回路主要采用采用PZ80-E4三相電能表，該儀表主要測量所有常規(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。
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(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
遠(yuǎn)程抄表
系統(tǒng)對(duì)所有采集到的數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)的顯示,，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動(dòng)查詢每個(gè)回路的所有實(shí)時(shí)及歷史電參量數(shù)據(jù),，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶,，便于打印,、保存。如圖3所示,。
圖（3） 參數(shù)抄表
電能報(bào)表
系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù),，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表,、月報(bào)表和年報(bào)表并有報(bào)表打印功能,，并可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出,。如圖4所示,。
圖（4） 電能報(bào)表
趨勢曲線
負(fù)荷趨勢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）趨勢曲線圖
事件記錄與報(bào)警
遙測報(bào)警功能,，主要完成對(duì)低壓各出線回路的負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,，對(duì)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,。遙測報(bào)警值設(shè)置界面可以看到每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)值和報(bào)警設(shè)置值,，方便值班人員比對(duì)進(jìn)線設(shè)置，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（6）和圖（7）。
圖（6）歷史遙測報(bào)警信息查詢
圖（7）遙測報(bào)警值設(shè)置界面
通訊示意
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（8）,。
圖（8）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4 結(jié)束語
隨著智能建筑的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,，對(duì)智能建筑的配電系統(tǒng)的智能化集成管理已成為國家機(jī)關(guān)辦公建筑及大型公共建筑智能化建設(shè)的必然趨勢，本文介紹的基于Acrel-2000電力監(jiān)測系統(tǒng),，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電力運(yùn)行狀態(tài)及異常用電,，還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以用戶適用的方式展現(xiàn)出來,，滿足用戶的需求,，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，其生成各種電能報(bào)表,、分析曲線、圖形等,，方便了用戶的使用,，便于配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電參量的遠(yuǎn)程抄表與分析研究，為智能建筑的節(jié)能技術(shù)提供參考,。
