安科瑞 繆凱倫
摘要：介紹華蘭生物二期,，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)后通過現(xiàn)場(chǎng)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)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：華蘭生物,；智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
0 概述
本項(xiàng)目為華蘭生物工程股份有限公司新建中原經(jīng)濟(jì)區(qū)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)區(qū)中的A8號(hào)建筑（中試車間）內(nèi)部改造項(xiàng)目，該建筑主體為地上三層,，地下一層鋼筋砼架結(jié)構(gòu),。該建筑占地面積為6768.34m,建筑面積20544.46m,m2（其中地下建筑面積為7271.20m2）。本次工程供電變配電站在原A8號(hào)建筑1軸-12軸的西半車間地下室,。本次工程供電范圍：1) A8號(hào)建筑單克隆抗體車間供電,；2) 綜合樓2區(qū)預(yù)留供電回路。
本次項(xiàng)目主要涉及華蘭生物配電室內(nèi)的新增的二個(gè)變壓器（3號(hào)及4號(hào)變壓器）網(wǎng)絡(luò)多功能儀表,，共計(jì)68個(gè)回路需要監(jiān)測(cè),，監(jiān)控主機(jī)位于地下一層的值班室。該項(xiàng)目的一期工程為該配電室內(nèi)的1號(hào)及2號(hào)變壓器,38只安科瑞多功能儀表,。
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)條件適用于華蘭生物配電室,。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)開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(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)顯示采用主接線圖直觀顯示模式,，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見,。
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、無功）,。
數(shù)據(jù)查詢與展示
要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級(jí)管理人員的查詢,，查詢界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對(duì)比分析，各類統(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)警類型包括開關(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,，方便用戶查詢，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系統(tǒng)根據(jù)華蘭生物二期現(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)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至配電室的監(jiān)控主機(jī),，保障了電力管理監(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68只安科瑞儀表,分為3條RS485總線接至串口服務(wù)器,，串口服務(wù)器通過網(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,。在上海電氣電站輔機(jī)二廠工程中主要指置于一層配電室的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由Nport5630-8一臺(tái),、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成,。Nport5630-8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
進(jìn)線回路采用ACR330ELKH多功能液晶顯示儀表,，出線回路采用ACR220ELK及ACR110ELK，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,、無功功率、功率因數(shù),、頻率,、有功電度、無功電度,。
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關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(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。
事件告警記錄功能,，主要完成對(duì)查詢時(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，如下圖所示：
報(bào)警功能實(shí)時(shí)查詢
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)表查詢西安婦幼保健醫(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:
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,，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)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱,。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
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,，工廠類項(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)在華蘭生物二期的應(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,，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)等組成電能管理系統(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,，為商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)目解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),，取得了較好的企業(yè)效益。
