安科瑞 繆凱倫

摘要： 介紹張家港市康樂醫(yī)院,，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量,、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)場總線通訊并遠傳至后臺,，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)樓層及配電房回路用電的實時監(jiān)控和管理,。

關(guān)鍵詞：智能電力儀表；Acrel-3000,；電能管理系統(tǒng),；

0概述

張家港康樂醫(yī)院隸屬民政系統(tǒng)的精神病專科醫(yī)院——港福醫(yī)院并入市康樂醫(yī)院,，開設(shè)病床120張,，在編職工56人，其中衛(wèi)技人員44人,。設(shè)有精神科病區(qū),，心身科病區(qū)，心理咨詢中心和東渡社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站,，2005年10月經(jīng)市政府批準掛牌成立“張家港市精神衛(wèi)生中心",。
本項目為現(xiàn)場樓層的用能改造。現(xiàn)場樓層配電房出線回路安裝86臺多功能電表采集現(xiàn)場數(shù)據(jù),。

1需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控,。需要對項目現(xiàn)場的各配電箱等電氣設(shè)備進行電壓、電流,、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控,。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警,，有關(guān)人員采取必要的措施,，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間,，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù),。
本技術(shù)條件適用于張家港市康樂醫(yī)院的回路進出線回路,。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴展,、便于維修與維護,。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,，但不限于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對設(shè)備配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求,。
數(shù)據(jù)采集
自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù),，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實時采集,、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）,。
支持數(shù)據(jù)傳輸正確性檢驗，異常數(shù)據(jù)自動處理,。
支持多線程處理機制,，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集,。
數(shù)據(jù)實時顯示采用配電箱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,、分析需要實現(xiàn)以下功能：
各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日,、月,、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算,。
各設(shè)備的用電負荷（有功,、無功）、平均值計算,。
統(tǒng)計各分站及整體的用電量（有功,、無功）。
數(shù)據(jù)查詢與展示
要求能方便實現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢,，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析,，各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報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,、累計用量、實時監(jiān)測,、運行記錄及比例,、對比、對標分析等功能,。
管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,、分類分項的對比,、對標分析等功能。
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制,，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到保護，防止信息的丟失,、失竊和破壞,。
節(jié)能改造及效果評估
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,，各種電流電壓保護整定值。

故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能,。報警類型包括開關(guān)故障,，電壓、電流超限,，現(xiàn)場采集模塊通訊故障,，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,，方便用戶查詢,，工作人員可隨時掌握變配電站實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(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-3000系統(tǒng)根據(jù)張家港市康樂醫(yī)院的現(xiàn)場實際情況,，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至監(jiān)控室的對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至監(jiān)控主機，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性,。如下圖所示：站控管理層,、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

現(xiàn)場共計78只多功能儀表分為12條RS485總線接至配電房的監(jiān)控工控機,，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通,。
1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口,。在張家港市康樂醫(yī)院中主要指置于配電房的監(jiān)控主機,。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由監(jiān)控工控機的通訊串口,、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表,；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,，很大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,，達到了無人值守的目的,。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(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)器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),，實現(xiàn)遠程控制,。
智能儀表現(xiàn)場連接示意

現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，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,，進而將數(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：

3 系統(tǒng)功能
現(xiàn)場實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(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線和出線的運行參數(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。如下圖所示：

現(xiàn)場實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(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線和出線的運行參數(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。如下圖所示：

系統(tǒng)一次圖 遙信和遙測報警功能,，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控,，對開關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理,。負載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置,。具備歷史查詢功能，如下圖所示：

越限報警值設(shè)置 事件告警記錄功能,，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間,，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,，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢,。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,。該報表查詢一科大廈樓層配電箱進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 用電量報表功能,，可選擇時間段進行查詢,，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,。為值班人員提供了準確可靠的電能報表,。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,，顯示辦公樓實驗樓配電回路的準確用電量，用戶可以直接打印報表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置,。 如下圖所示：

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 負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線,，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換,；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能,。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,。  

4 結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，工業(yè)項目的配電安全性至關(guān)重要,，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在張家港市康樂醫(yī)院的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對供配電回路用電的實時監(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、計算機等組成電能管理系統(tǒng),。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析,、處理，實時顯示配電房內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),，對負載越限具有彈出報警對話框,、語音提示，并生成各種電能報表,、分析曲線,、圖形等,，便于電能的遠程抄表以及分析,、研究，該系統(tǒng)運行安全,、可靠,、穩(wěn)定，為工業(yè)項目解決用電問題提供了安全可靠的依據(jù),，取得了較好的企業(yè)效益,。