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綜合樓項目智能化工程項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用
閱讀：573 發(fā)布時間：2022-4-28
摘要：介紹山西省汾陽醫(yī)院急診醫(yī)技住院全科醫(yī)生培養(yǎng)基地綜合樓項目,，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,，通過電能能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理,。
關(guān)鍵詞：醫(yī)療建筑;智能電力儀表;;電能能耗監(jiān)測系統(tǒng);
0概述
山西省汾陽醫(yī)院位于汾陽市城內(nèi)勝利街186號,。
此次需對山西省汾陽醫(yī)院醫(yī)技門診綜合樓做電能能耗監(jiān)測系統(tǒng)?，F(xiàn)場共有一間變配電室，17面高壓柜和35面低壓柜,，合計13臺微機保護,、17臺操顯裝置、3臺微機消諧裝置,、1臺直流屏控制器,、162只低壓儀表；同時樓層配電箱上還安裝了100塊多功能電表,。
1需求分析
為保證綜合樓用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控,。需要對項目現(xiàn)場的配電室中高壓配電柜以及低壓進線及出線回路進行電壓、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)。
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)實時顯示采用配電柜一次圖直觀顯示模式,，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）最大,、最小,、平均值計算。
統(tǒng)計各出線回路及整體的用電量（有功,、無功）,。
數(shù)據(jù)查詢與展示
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,、管理層用能展示,。
權(quán)限管理
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)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有效地保護,，防止信息的丟失、失竊和破壞,。
故障報警
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,。報警類型包括微機保護開關(guān)量變位，電壓,、電流超限,，現(xiàn)場綜保或者儀表與監(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配電室實時運行狀態(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
安科瑞電能能耗監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)山西省汾陽醫(yī)院急診醫(yī)技住院全科醫(yī)生培養(yǎng)基地綜合樓現(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通訊管理機,，然后通過網(wǎng)線直接接至配電室內(nèi)的監(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。
現(xiàn)場配電室內(nèi)共有13只微機保護,，11只開關(guān)狀態(tài)模擬指示儀,，1臺直流屏,168只嵌入式多功能儀表；樓層配電箱100只電力儀表,，綜保和儀表分為二十二條RS485總線接至通訊管理機上,，通訊管理機通過網(wǎng)線連接到監(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。
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,。在山西省汾陽醫(yī)院急診醫(yī)技住院全科醫(yī)生培養(yǎng)基地綜合樓工程中主要指置于值班室的監(jiān)控主機。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由ANet系列通訊管理機及以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成,。通訊管理機主要功能是采集現(xiàn)場智能儀表數(shù)據(jù),；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)站控管理層于現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化,、信息化,、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性,、可靠性和穩(wěn)定性,，真正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，主要由微機保護以及智能儀表等組成,，微機保護及智能儀表等通過屏蔽雙絞線RS485接口,，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入ANet系列通訊管理機，經(jīng)通訊管理機到達值班室監(jiān)控主機進行組網(wǎng),，實現(xiàn)遠程控制,。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
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，每根總線連接微機保護在5只左右,，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ANet系列通訊管理機,，進而將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)控終端,。具體連接示意圖如下所示：
3 系統(tǒng)功能
變電所實時監(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),，可以看到高低壓的所有常規(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
遙信和遙測報警功能,，主要完成對高低壓各回路的開關(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,。
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)導出和報表打印等功能。該報表查詢山西省汾陽醫(yī)院急診醫(yī)技住院全科醫(yī)生培養(yǎng)基地綜合樓配電室高低壓進出線回路的電參數(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)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表,。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,，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,。
用戶權(quán)限管理,，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。下圖為權(quán)限配置界面,。
4 結(jié)束語
在當今配電設(shè)施的應(yīng)用中,，醫(yī)療建筑項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的電能能耗監(jiān)測系統(tǒng)在山西省汾陽醫(yī)院急診醫(yī)技住院全科醫(yī)生培養(yǎng)基地綜合樓的應(yīng)用,，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控,，系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,，實時顯示配電室內(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,，為本項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。
參考文獻：
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[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》,，高士宏,，科技風
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