安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正
摘要：介紹蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)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(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào),。系統(tǒng)采用無(wú)線組網(wǎng)的方式,，組網(wǎng)后通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,。
關(guān)鍵詞：工地項(xiàng)目;蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司; 工地配電箱,；無(wú)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(xiàng)目施工地為濱河路東、馬運(yùn)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(diǎn)項(xiàng)目,。
本項(xiàng)目為蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng),，本系統(tǒng)針對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)生活以及施工用電進(jìn)行分類(lèi)分時(shí)管理,。
Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng)，對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理,。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),，通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)一個(gè)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(tái)安科瑞公司的DTSF1352-C,，分為四個(gè)配電箱,，每個(gè)配電箱設(shè)置4臺(tái)DTSF1352-C系列儀表，4個(gè)配電箱分布于各個(gè)區(qū)域。各配電箱設(shè)置一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備,，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)障礙物的分布,，設(shè)計(jì)了一個(gè)有效環(huán)形組網(wǎng)方式，之后通過(guò)無(wú)線接收裝置連接到監(jiān)控主機(jī),，實(shí)現(xiàn)配電柜上儀表與監(jiān)控主機(jī)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?fù)鋱D
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(duì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線接入無(wú)線發(fā)射器,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)采集裝置集中采集,，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。本項(xiàng)目通過(guò)無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)信號(hào),，以相鄰輔助采集的方式,，形成一個(gè)無(wú)線環(huán)網(wǎng)，保證了通訊的可靠性,，之后通過(guò)無(wú)線接收器形成一個(gè)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(jì)算機(jī)、顯示器,、UPS電源,、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,，以人機(jī)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(jiǎn)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(shí)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(dòng)器和差分接收器的組合,，抗噪聲干擾增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，傳輸距離為1.2km,。
本項(xiàng)目配電箱內(nèi)部均通過(guò)RS485通訊方式接入無(wú)線采集發(fā)射設(shè)備,，后通過(guò)無(wú)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示,。需要完成采集的信號(hào)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(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)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(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶查詢,。
2.2 人機(jī)交互
系統(tǒng)提供簡(jiǎn)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(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新,；模擬量顯示,；開(kāi)關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等,。
2.3 歷時(shí)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(guò)的故障記錄,、信號(hào)記錄、操作記錄,、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,，通過(guò)歷史事件查看平臺(tái)，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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持,。
2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢
主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),，定期生成報(bào)表,，以供用戶查詢打印,。
2.5 用戶權(quán)限管理
針對(duì)不同級(jí)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(lái)的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,，可靠運(yùn)行,。可以通過(guò)用戶管理進(jìn)行用戶登錄,、用戶注銷(xiāo),、修改密碼、添加刪除等操作,，方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改,。
2.6 電流越限設(shè)置
針對(duì)用戶對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)各回路電流限值不固定，對(duì)于各個(gè)時(shí)期要求的限值也不一定,，現(xiàn)場(chǎng)采用靈活的用戶手動(dòng)填寫(xiě),，自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中更改相應(yīng)的基值，實(shí)時(shí)有效的根據(jù)客戶需要提醒客戶現(xiàn)場(chǎng)用電回路的異常,。
2.7 遠(yuǎn)程報(bào)表查詢
報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選,、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù),。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存,、打印模式,。同時(shí)本程序還向用戶提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能。
報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日,、月,、年的電能統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能,。
3 案例分析
現(xiàn)代蘇州建鑫集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng),，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)為一個(gè)工地，本項(xiàng)目針對(duì)這個(gè)工地施工以及工人生活的進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,；監(jiān)控范圍為工地現(xiàn)場(chǎng)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(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,。
低壓配電二次圖見(jiàn)圖（2），功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)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(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警,；斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),，提醒用戶及時(shí)處理故障。
圖（2）低壓配電二次圖
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,。具備歷史查詢功能。見(jiàn)圖（3）和圖（4）,。
圖（3） 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息
圖（4）歷史遙測(cè)報(bào)警信息查詢
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(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱,。見(jiàn)圖（5）,。
圖（5） 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(kù)關(guān)聯(lián),，方便用戶修改回路名稱,。如下圖所示，顯示現(xiàn)場(chǎng)各回路某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的用電量,，用戶可以直接打印報(bào)表,，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見(jiàn)圖（6）,。
圖（6） 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,。見(jiàn)圖（7）,。
圖（7）系統(tǒng)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,。見(jiàn)圖（8）。
圖（8）趨勢(shì)曲線圖
電流報(bào)警限值設(shè)定界面中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,，靈活調(diào)整負(fù)荷上限設(shè)置,，并手動(dòng)輸入，自動(dòng)保存至數(shù)據(jù)庫(kù),，供后臺(tái)報(bào)警作為參照。見(jiàn)圖（9）,。
圖（9）電流越限設(shè)置
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)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(guó)各地工程項(xiàng)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(tuán)工地項(xiàng)目的應(yīng)用,，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)配電回路用電的實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)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)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘,、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語(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，為變電所用戶解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),，取得了較好的社會(huì)效益,。
