安科瑞 繆凱倫
摘要：介紹平?jīng)鍪腥漆t(yī)生臨床培養(yǎng)基地供電設(shè)備項(xiàng)目,，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)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型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理,。
關(guān)鍵詞：平?jīng)鍪腥漆t(yī)生臨床培養(yǎng)基地;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)
0. 概述
本次項(xiàng)目主要涉及平?jīng)鍪腥嗣襻t(yī)院中配電室內(nèi)的進(jìn)線及重要出線回路上安裝的18只正泰廠家的PD7777-3S型多功能電力儀表以及普通出線回路上安裝的57只正泰廠家的NZL308M型單元智能測(cè)控裝置,，監(jiān)控主機(jī)位于地下1層變配電室隔壁的值班室。
1. 需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控,。需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的配電室中進(jìn)線及出線回路進(jìn)行電壓,、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控,。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,，能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施,，避免安全事故的發(fā)生,。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢(shì)曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間,，方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改,，建立電能多級(jí)計(jì)量體系提供用能分析依據(jù)。
本技術(shù)條件適用于平?jīng)鍪腥嗣襻t(yī)院配電室,。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性,、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù),。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,，但不僅于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求,。
數(shù)據(jù)采集
自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有電量?jī)x表的模擬量數(shù)據(jù),，自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時(shí)采集,、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）,。
支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn)，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。
支持多線程處理機(jī)制,，提高數(shù)據(jù)采集效率,，能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電柜一次圖直觀顯示模式,，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見(jiàn),。
數(shù)據(jù)分析與處理
數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能：
各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時(shí),、日,、月、年等時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì),、計(jì)算,。
各設(shè)備的用電負(fù)荷（有功、無(wú)功）大,、小值,、平均值計(jì)算。
統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量（有功,、無(wú)功）,。
數(shù)據(jù)查詢(xún)與展示
要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢(xún)和各級(jí)管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)和對(duì)比分析,，各類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)表等多種圖表方式直觀的展示功能,。
數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層,、管理層,、決策層三層用能展示。
操作層具備用能分析,、累計(jì)用量,、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行記錄及比例,、對(duì)比,、對(duì)標(biāo)分析等功能。
管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,、分類(lèi)分項(xiàng)的對(duì)比,、對(duì)標(biāo)分析等功能。
決策層具備用能數(shù)據(jù)分析,、數(shù)據(jù)刪除,、數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。
權(quán)限管理
要求對(duì)不同用戶賦予不同角色的權(quán)限,，能授權(quán)到功能子菜單,、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制,，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù),，防止信息的丟失、失竊和破壞,。
節(jié)能改造及效果評(píng)估
要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,，并能提供節(jié)能改造前后的效果評(píng)估。
參數(shù)設(shè)置
可通過(guò)采集柜設(shè)置各回路互感器變比,，各種電流電壓保護(hù)整定值,。
故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類(lèi)型包括開(kāi)關(guān)故障,，電壓,、電流超限，現(xiàn)場(chǎng)采集模塊通訊故障,，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),，方便用戶查詢(xún),，工作人員可隨時(shí)掌握變配電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理,，提高變配電的管理效率,，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性,。
2. 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)平?jīng)鍪腥嗣襻t(yī)院現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過(guò)網(wǎng)線直接接至配電室的監(jiān)控主機(jī)，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性,。
現(xiàn)場(chǎng)配電室內(nèi)共有18只PD7777-3S,，57只NZL308M,18只PD7777-3S型多功能電力儀表連接為一條RS485總線接至串口服務(wù)器，57只NZL308M型單元智能測(cè)控裝置通過(guò)兩根總線接至串口服務(wù)器的串口上,，串口服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)線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,。
1）站控管理層
站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口,。在西安婦幼保健醫(yī)院工程中主要指置于地下一層配電室的監(jiān)控主機(jī),。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由Nport5610-16一臺(tái)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成,。Nport5610-16串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表,；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化,、信息化,、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,，達(dá)到了無(wú)人值守的目的,。
3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成,，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口,，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意
現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,，不同種類(lèi)的智能裝置連接在不同的總線上,，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器Nport5430I，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端,。具體連接示意圖如下所示：
進(jìn)線及重要出線回路上安裝的18只正泰廠家的PD7777-3S型多功能電力儀表,，普通出線回路上安裝的57只正泰廠家的NZL308M型單元智能測(cè)控裝置，能夠測(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。
3. 系統(tǒng)功能
變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫(huà)面,，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài),，紅色代表合閘，綠色代表分閘,。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(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、有功電度等,。如下圖所：
一次系統(tǒng)圖
遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,，對(duì)開(kāi)關(guān)變位和負(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,。
電流限值設(shè)置
事件告警記錄功能，主要完成對(duì)查詢(xún)時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間,，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因,。
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(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。該報(bào)表查詢(xún)平?jīng)鍪腥嗣襻t(yī)院配電室進(jìn)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。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱(chēng),。如下圖所示:
電參數(shù)抄表
用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(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)，方便用戶修改回路名稱(chēng),。如下圖所示,，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。 如下圖所示：
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,。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。
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(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,。如下圖所示：
趨勢(shì)曲線圖
4. 結(jié)束語(yǔ)
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,，醫(yī)院項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在平?jīng)鍪腥嗣襻t(yī)院的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,，系統(tǒng)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),，對(duì)負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、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，為本項(xiàng)目解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),，取得了較好的企業(yè)效益,。
