安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正
摘要：介紹蘇州建鑫建設(shè)集團有限公司電能管理系統(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)采用無線組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過無線信號通訊并遠傳至后臺,，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控,。
關(guān)鍵詞：工地項目;蘇州建鑫建設(shè)集團有限公司; 工地配電箱,；無線組網(wǎng)；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)
0 概述
本項目施工地為濱河路東,、馬運路綠化地南,，總用地面積為23337.0平方米，總建筑面積為77215.24平方米,，為蘇州新景天商務(wù)地產(chǎn)發(fā)展有限公司試點項目,。
本項目為蘇州建鑫建設(shè)集團有限公司電能管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)針對工地施工以及生活用電區(qū)域,。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,，需要對現(xiàn)場生活以及施工用電進行分類分時管理。
Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),，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)蘇州建鑫建設(shè)集團一個工地的用電監(jiān)控與電能管理。本系統(tǒng)終端設(shè)備主要由16臺安科瑞公司的DTSF1352-C,，分為四個配電箱,，每個配電箱設(shè)置4臺DTSF1352-C系列儀表，4個配電箱分布于各個區(qū)域,。各配電箱設(shè)置一個無線數(shù)據(jù)采集發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備,，通過現(xiàn)場障礙物的分布，設(shè)計了一個有效環(huán)形組網(wǎng)方式,，之后通過無線接收裝置連接到監(jiān)控主機,，實現(xiàn)配電柜上儀表與監(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：安科瑞多功能導(dǎo)軌式電力儀表等,。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總線接入無線發(fā)射器,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集,。
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,，同時遠傳至站控層,，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。本項目通過無線的網(wǎng)絡(luò)信號,，以相鄰輔助采集的方式,，形成一個無線環(huán)網(wǎng)，保證了通訊的可靠性,，之后通過無線接收器形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)通訊層,。
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)傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合,，抗噪聲干擾增強,，總線上允許連接多達32個設(shè)備，傳輸距離為1.2km,。
本項目配電箱內(nèi)部均通過RS485通訊方式接入無線采集發(fā)射設(shè)備,，后通過無線組網(wǎng)，傳輸區(qū)域間數(shù)據(jù),。
2 電力監(jiān)控系統(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(zhǔn)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 歷時史事件
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?？梢酝ㄟ^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 電流越限設(shè)置
針對用戶對于現(xiàn)場各回路電流限值不固定,，對于各個時期要求的限值也不一定,，現(xiàn)場采用靈活的用戶手動填寫，自動在數(shù)據(jù)庫中更改相應(yīng)的基值,，實時有效的根據(jù)客戶需要提醒客戶現(xiàn)場用電回路的異常,。
2.7 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(dǎo)出和報表打印等功能,。
3 案例分析
現(xiàn)代蘇州建鑫集團有限公司電能管理系統(tǒng),，項目現(xiàn)場為一個工地，本項目針對這個工地施工以及工人生活的進行用電監(jiān)控與電能管理,；監(jiān)控范圍為工地現(xiàn)場施工用電配電箱以及工人生活用電配電箱,。
所有出線回路均采用采用安科瑞DTSF1352-C系列導(dǎo)軌式電力儀表，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）和圖（4）,。
圖（3） 實時遙信報警信息
圖（4）歷史遙測報警信息查詢
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(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢供出線回路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,。見圖（5）。
圖（5） 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,，顯示現(xiàn)場各回路某段時間內(nèi)的各配電回路的用電量,，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（6）,。
圖（6） 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,。見圖（7）。
圖（7）系統(tǒng)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。見圖（8）,。
圖（8）趨勢曲線圖
電流報警限值設(shè)定界面中可根據(jù)現(xiàn)場實際情況,，靈活調(diào)整負荷上限設(shè)置，并手動輸入,，自動保存至數(shù)據(jù)庫,，供后臺報警作為參照。見圖（9）,。
圖（9）電流越限設(shè)置
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)已成為全國各地工程項目、標(biāo)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)在蘇州建鑫集團工地項目的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對工地現(xiàn)場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,，可以與計算機組成電能管理系統(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,。
