摘要： 介紹某衛(wèi)生院電能管理系統(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,。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)配電回路用電的實時監(jiān)控,。
關(guān)鍵詞： 醫(yī)院;某衛(wèi)生院;樓層,；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)
0 概述
某衛(wèi)生院位于江蘇省常熟市，醫(yī)院現(xiàn)有占地面積11983平方米,，建筑面積8527平方米,，其中業(yè)務(wù)用房面積6858平方米。 本項目為某衛(wèi)生院的電能管理系統(tǒng),。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對樓層配電箱進出線分別進行電能管理,，以保證用電的安全,、可靠。 Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù),、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的新發(fā)展,，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò),，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體,，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)某衛(wèi)生院樓層的0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理,。監(jiān)控范圍為172臺安科瑞自制的多功能電力儀表進行遠程實時監(jiān)控和電能管理,，其中62臺PZ80L-E4/C，110臺DTSD1352。該系統(tǒng)172臺多功能電力儀表,，分13條總線,，所有總線通過屏蔽雙絞線拉至串口服務(wù)器，經(jīng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接至值班室監(jiān)控主機,，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通,。 本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層,，通訊層與間隔層,；如圖（1）所示：
圖（1）低壓網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
間隔設(shè)備層主要為：安科瑞多功能網(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,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。 網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器,，其主要功能為把RS485信號轉(zhuǎn)換成RS232信號,，完成現(xiàn)場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)計算機,、顯示器,、UPS電源、打印機等設(shè)備,。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上,，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機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)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),，數(shù)據(jù)傳輸速率可達10Mbps,。 RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強,，總線上允許連接多達32個設(shè)備,，傳輸距離可達為1.2km。
2 電能管理系統(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),，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示,。需要完成采集的信號包括：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,、遠程設(shè)備運行狀態(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時準確的顯示給用戶,，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求,，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
2.2 人機交互 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)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換,；畫面實時動態(tài)刷新,；模擬量顯示；開關(guān)量顯示,；連續(xù)記錄顯示等,。
2.3 歷史事件 歷史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、信號記錄,、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺,，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,，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
2.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢 主要完成遙測量和遙信量定時采集,，并且建立數(shù)據(jù)庫,，定期生成報表,，以供用戶查詢打印,。
2.5 用戶權(quán)限管理 針對不同級別的用戶，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，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運行,。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷,、修改密碼,、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改,。
2.6 遠程報表查詢 報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式,，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存,、打印或者召喚保存、打印模式,。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能,。 報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月,、年的電能統(tǒng)計,，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。
3 案例分析
某衛(wèi)生院電能管理系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域為樓層配電箱,，本項目針對變電所以及樓層配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理,。 現(xiàn)場出線回路均采用PZ80L-E4/KC、DTSD1352多功能儀表,，其是針對電力系統(tǒng),、工礦企業(yè)、公共設(shè)施,、智能大廈的電能管理需求而設(shè)計的網(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,、無功電度等多種電參量,。并且本儀表帶有2路光電隔離開關(guān)量輸入接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信操作,。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動化,、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電能管理,、工業(yè)自動化,、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域,。 低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(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,；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài),，主要包括：開關(guān)的分,、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警,；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障,。
圖（2）低壓配電二次圖
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。見圖（3）,。
圖（3） 實時及歷史遙信遙測報警信息查詢
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)導出和報表打印等功能,。該報表查詢樓層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,。見圖（4）,。
圖（4） 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,，某段時間內(nèi)的各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,。 見圖（5）,。
圖（5） 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)。紅色表示通訊故障,，綠色表示通訊正常,。見圖（6）。
圖（6）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4 結(jié)束語
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,，電能管理系統(tǒng)已成為全國各地重要工程項目,、標志性建筑/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-3000電能管理系統(tǒng)在某衛(wèi)生院的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對樓層配電回路用電的實時監(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,、計算機等組成電能管理系統(tǒng)，方便值班人員的遠程管理,，利于節(jié)省電能抄表的時間,，將信息化帶入配電監(jiān)控。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析,、處理,，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘,、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示,，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,，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),，取得了較好的社會效益。
