簡婷

安科瑞電(dian)氣股份有限(xian)公司，上(shang)海 嘉定 202202；

摘要(yao)：介紹莊信萬豐(張家港)環保科(ke)技有限公司電(dian)(dian)力(li)監控系統，采用(yong)智能(neng)電(dian)(dian)力(li)儀表采集配電(dian)(dian)現(xian)場(chang)的各種電(dian)(dian)參量和(he)開關信號。系統采用(yong)現(xian)場(chang)就地(di)組網的方(fang)式，組網后通過(guo)現(xian)場(chang)總線通訊(xun)并遠傳至后臺(tai)，通過(guo)Acrel-2000型電(dian)(dian)力(li)監控系統實現(xian)配電(dian)(dian)回路用(yong)電(dian)(dian)的實時監控和(he)管理(li)。

關鍵詞：智能電(dian)(dian)力儀表;Acrel-2000型；電(dian)(dian)力監控(kong)系統

0 概述 

       本(ben)項目為莊信(xin)萬豐(張家(jia)港(gang))環保科(ke)技有限(xian)(xian)公司電力(li)監控系(xi)統。根據配(pei)電系(xi)統管理的要(yao)求，需要(yao)對莊信(xin)萬豐(張家(jia)港(gang))環保科(ke)技有限(xian)(xian)公司變電所(suo)的進出(chu)線回路進行電力(li)監控和管理，以保證用電的安(an)全(quan)、可靠和高效。

       Acrel-2000型電力監控(kong)系(xi)統(tong)充分利用了(le)現(xian)(xian)代電子技術、計(ji)算(suan)(suan)機(ji)技術、網(wang)(wang)絡技術和(he)(he)現(xian)(xian)場總線技術的(de)新發(fa)展(zhan)，對變配電系(xi)統(tong)進(jin)行(xing)(xing)分散(san)數據采(cai)集和(he)(he)集中監控(kong)管理。對配電系(xi)統(tong)的(de)二次設備進(jin)行(xing)(xing)組網(wang)(wang)，通過計(ji)算(suan)(suan)機(ji)和(he)(he)通訊網(wang)(wang)絡，將分散(san)的(de)配電所的(de)現(xian)(xian)場設備連(lian)接為一個(ge)有機(ji)的(de)整體，實(shi)現(xian)(xian)電網(wang)(wang)運行(xing)(xing)的(de)遠程監控(kong)和(he)(he)集中管理。

1  系統結構描述

       本監(jian)(jian)控系(xi)統(tong)主(zhu)(zhu)要實現莊信萬豐(張家港)環(huan)保科技有限公司變電所的配電系(xi)統(tong)進(jin)行用電監(jian)(jian)控與(yu)管(guan)理；監(jian)(jian)控范圍為高低壓進(jin)出線(xian)柜進(jin)行遠程(cheng)實時監(jian)(jian)控和(he)管(guan)理。該系(xi)統(tong)總計(ji)有8臺(tai)綜保、170臺(tai)多功能儀(yi)表、6臺(tai)變壓器溫控。儀(yi)表直(zhi)接(jie)拉至通訊(xun)管(guan)理機(ji)，至后臺(tai)主(zhu)(zhu)機(ji)，實現儀(yi)表與(yu)監(jian)(jian)控主(zhu)(zhu)機(ji)的數(shu)據連通。

       本監控(kong)系統采(cai)用分層(ceng)分布式結構(gou)，即站控(kong)層(ceng)，通(tong)訊(xun)層(ceng)與間隔(ge)層(ceng)；

       如圖（1）所示：

圖(tu)（1）網絡(luo)拓(tuo)撲圖(tu)

       間隔設備(bei)層主(zhu)要為：多(duo)功能網絡電力(li)儀表(biao)。這些裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)分別對應相應的一次(ci)設備(bei)安裝(zhuang)(zhuang)在電氣柜內，這些裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)均采(cai)用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組(zu)網通訊，實現數據現場采(cai)集。

       網絡通訊(xun)(xun)層主要(yao)為：通訊(xun)(xun)管理機，其主要(yao)功能為把(ba)分散(san)在現(xian)場(chang)采(cai)集(ji)裝置(zhi)集(ji)中采(cai)集(ji)，同(tong)時遠傳至(zhi)站控(kong)層，完(wan)成現(xian)場(chang)層和站控(kong)層之(zhi)間的數據交互。

       站控(kong)管理層：設有高性能主(zhu)機(ji)、打印機(ji)等設備。監(jian)控(kong)系(xi)統安(an)裝在主(zhu)機(ji)上，集(ji)中(zhong)采(cai)集(ji)顯(xian)示現場設備運行狀(zhuang)況(kuang)，以人(ren)機(ji)交(jiao)互的形式顯(xian)示給用戶。

       以上(shang)網(wang)絡儀表均(jun)采(cai)用(yong)RS485接(jie)(jie)口和MODBUS-RTU通(tong)訊協議，RS485采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)線(xian)(xian)傳輸，一(yi)般都采(cai)用(yong)二根連(lian)線(xian)(xian)，接(jie)(jie)線(xian)(xian)簡(jian)單方(fang)便；通(tong)訊接(jie)(jie)口是半雙工通(tong)信即通(tong)信的雙方(fang)都可以接(jie)(jie)收、發送數據但是在同一(yi)時(shi)刻只能發送或接(jie)(jie)收數據，數據高傳輸速率為10Mbps。RS485接(jie)(jie)口是采(cai)用(yong)平衡驅動器和差分接(jie)(jie)收器的組合，抗噪(zao)聲力(li)增強(qiang)，總線上允許連接多達30個設備，大傳輸距離為1km。

2  電力監控系統主要功能

2.1  數據采集(ji)與處理

       數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)是(shi)配電監控的基(ji)礎，數(shu)據采(cai)(cai)集(ji)主要由底層多功(gong)能網絡儀表采(cai)(cai)集(ji)完成，實現(xian)遠程數(shu)據的本地實時(shi)顯示。需要完成采(cai)(cai)集(ji)的信號包(bao)括：三相電壓U、三相電流I、頻(pin)率Hz、功(gong)率P、功(gong)率因數(shu)COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數(shu)據。

數(shu)據處理主要是把按要求采集(ji)到(dao)的電參(can)量實時準確的顯示給用(yong)戶，達到(dao)配電監控的自動化化和智(zhi)能化要求，同時把采集(ji)到(dao)的數(shu)據存入(ru)數(shu)據庫供用(yong)戶查詢。

2.2  人(ren)機交(jiao)互

       系統提(ti)供簡單、易用、良好(hao)的用戶使用界面。采(cai)用全中文界面，顯(xian)示低(di)壓配電系統電氣一次主接線圖，顯(xian)示配電系統設備狀態(tai)及(ji)相(xiang)應實時(shi)運行(xing)參數，畫面定時(shi)輪巡切換(huan)；畫面實時(shi)動(dong)態(tai)刷新(xin)；模擬量顯(xian)示；開(kai)關量顯(xian)示；連(lian)續(xu)記錄(lu)顯(xian)示等。

2.3  歷史事件

       歷(li)史事(shi)件(jian)查(cha)看(kan)界面主要(yao)為用戶(hu)查(cha)看(kan)曾(ceng)經發(fa)生過(guo)的(de)(de)故障記錄(lu)、信號記錄(lu)、操(cao)作記錄(lu)、越限記錄(lu)提(ti)供方便友好的(de)(de)人機交互，通過(guo)歷(li)史事(shi)件(jian)查(cha)看(kan)平臺，您可以根據自己的(de)(de)要(yao)求和查(cha)詢條件(jian)方便定(ding)位您所(suo)要(yao)查(cha)看(kan)的(de)(de)歷(li)史事(shi)件(jian)，為您把握整個(ge)系(xi)統的(de)(de)運行情況提(ti)供了良好的(de)(de)軟件(jian)支持(chi)。

2.4  數據庫建立與查(cha)詢

       主要完成遙(yao)測(ce)量和遙(yao)信量定(ding)時采集(ji)，并(bing)且(qie)建立數據庫，定(ding)期生成報(bao)表，以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權限(xian)管理

       針對(dui)不同級別的(de)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)，設置(zhi)不同的(de)權限(xian)組，防止因人為(wei)誤操(cao)作給生產，生活帶(dai)來(lai)的(de)損失，實現配(pei)電系統的(de)安全，可靠運行。可以通(tong)過用(yong)(yong)戶(hu)(hu)管理進(jin)行用(yong)(yong)戶(hu)(hu)登錄、用(yong)(yong)戶(hu)(hu)注銷、修改(gai)密碼、添加刪除等操(cao)作，方便用(yong)(yong)戶(hu)(hu)對(dui)賬號和權限(xian)的(de)修改(gai)。

2.6  報表查(cha)詢

       報(bao)表(biao)管理程序(xu)的主要功(gong)能(neng)(neng)是根(gen)據(ju)(ju)用(yong)戶的需要設計報(bao)表(biao)樣式，把系統(tong)中處理的數據(ju)(ju)經(jing)過(guo)篩選(xuan)、組合(he)和統(tong)計生成(cheng)用(yong)戶需要的報(bao)表(biao)數據(ju)(ju)。本(ben)程序(xu)還(huan)可以根(gen)據(ju)(ju)用(yong)戶的需要對(dui)報(bao)表(biao)文件采(cai)用(yong)定時(shi)保存、打印。同(tong)時(shi)本(ben)程序(xu)還(huan)向用(yong)戶提供了對(dui)生成(cheng)的報(bao)表(biao)文件管理功(gong)能(neng)(neng)。

       報表具有自由設(she)置查詢(xun)時間實現(xian)日、月、年的(de)電能(neng)統(tong)計，數據導(dao)出和報表打印(yin)等功能(neng)。

3  案例分析

       莊信萬豐(feng)(張(zhang)家港)環保(bao)科技(ji)有限公司電力監控(kong)系統包(bao)含變電所電表，對(dui)變電所的高低壓配電回路(lu)進行遠程(cheng)實時監控(kong)和管理。

       變電(dian)(dian)所采用(yong)的多功(gong)能(neng)儀表，其是針(zhen)對電(dian)(dian)力(li)系統(tong)、工(gong)礦(kuang)企(qi)業(ye)、公共設施、智能(neng)大廈的電(dian)(dian)力(li)監控(kong)需求而設計的網(wang)絡電(dian)(dian)力(li)儀表，它(ta)能(neng)測(ce)量(liang)常規電(dian)(dian)力(li)參(can)數(shu)(shu)，如：三相電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流、有(you)功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數(shu)(shu)、頻率、有(you)功(gong)電(dian)(dian)度、無功(gong)電(dian)(dian)度等(deng)多種電(dian)(dian)參(can)量(liang)。該系列網(wang)絡電(dian)(dian)力(li)儀表主要應用(yong)于變電(dian)(dian)站自動(dong)化(hua)、配電(dian)(dian)網(wang)自動(dong)化(hua)、小(xiao)區電(dian)(dian)力(li)監控(kong)、工(gong)業(ye)自動(dong)化(hua)及智能(neng)建筑等(deng)領域。

       低壓配(pei)電(dian)(dian)(dian)一次圖見(jian)圖（2），遙測功(gong)能(neng)主要(yao)監測運行(xing)設備的(de)電(dian)(dian)(dian)參(can)量(liang)(liang)，其中包(bao)括(kuo)：三相電(dian)(dian)(dian)壓，電(dian)(dian)(dian)流，功(gong)率，功(gong)率因數和電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)等電(dian)(dian)(dian)參(can)量(liang)(liang)；遙信功(gong)能(neng)實現(xian)顯示現(xian)場設備的(de)運行(xing)狀態，主要(yao)包(bao)括(kuo)：開(kai)關(guan)的(de)分、合(he)閘運行(xing)狀態和通訊故障報警。  

圖(tu)（2）低壓配電一次圖(tu)

       遙(yao)信和遙(yao)測報(bao)警功能，主(zhu)要完成對(dui)低壓(ya)各(ge)出線回路的開關運行狀態監控，對(dui)開關變位(wei)彈出報(bao)警界(jie)面(mian)，指示具體的報(bao)警位(wei)置(zhi)并聲音報(bao)警，提醒值(zhi)班人員及(ji)時處理(li)。具備(bei)歷(li)史(shi)查詢功能。

曲線(xian)分析功能(neng)見圖（3）：可以(yi)曲線(xian)形(xing)式展示實時數據(ju)庫和歷(li)史數據(ju)庫中(zhong)的模(mo)擬量(liang)，以(yi)便(bian)分析其當前運行狀態及有關歷(li)史趨勢

圖(tu)（3） 負荷曲線

       電參量(liang)報表(biao)(biao)功(gong)能，主要對高壓各(ge)(ge)回路(lu)(lu)的電參數進行查(cha)詢。支持任意時刻(ke)電參數查(cha)詢，具(ju)備數據導出和(he)報表(biao)(biao)打印(yin)等功(gong)能。該報表(biao)(biao)查(cha)詢高壓各(ge)(ge)回路(lu)(lu)的電參數，主要包(bao)括(kuo)：三相線電壓、電流、功(gong)率(lv)因數、有(you)功(gong)功(gong)率(lv)和(he)有(you)功(gong)電度(du)。該報表(biao)(biao)各(ge)(ge)回路(lu)(lu)名稱和(he)數據庫關聯，方便用戶(hu)修改回路(lu)(lu)名稱。見圖（4）。

圖（4） 電參量(liang)報表(biao)

       電(dian)能報表功能，可選擇時間段進(jin)行(xing)查詢，支持任意(yi)時間段電(dian)度累(lei)計查詢，具備數(shu)(shu)據導(dao)出和報表打印(yin)等功能。為(wei)值(zhi)班人(ren)員(yuan)提供(gong)了精確(que)可靠的電(dian)能報表。該報表各回路名稱(cheng)和數(shu)(shu)據庫關聯，方便用戶修改回路名稱(cheng)。用戶可以直(zhi)接打印(yin)報表，可以以EXCEL格式(shi)另存到(dao)其他位置。 見圖(tu)（5）。

圖（5） 電能報表

       系統(tong)通訊結構(gou)示(shi)意圖(tu)(tu)，主要顯示(shi)系統(tong)的組(zu)網結構(gou)，系統(tong)采(cai)用(yong)分層(ceng)分布(bu)式(shi)結構(gou)，同(tong)時(shi)監測間隔層(ceng)設備的通信狀態。紅色表示(shi)通訊正常，綠色表示(shi)通訊故障(zhang)。見圖(tu)(tu)（6）。

圖（6）系統(tong)通訊結構示(shi)意圖

4  結束語

       隨(sui)著社會的(de)(de)(de)發展及電(dian)(dian)力(li)(li)的(de)(de)(de)廣泛應用(yong)(yong)，電(dian)(dian)力(li)(li)監控系(xi)統(tong)(tong)已成(cheng)(cheng)為(wei)全(quan)國各(ge)地重點工程項目、標(biao)志性建筑(zhu)/大型公(gong)共設施等大面積多(duo)變(bian)電(dian)(dian)所用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)必然選擇，本文介紹的(de)(de)(de)Acrel-2000電(dian)(dian)力(li)(li)監控系(xi)統(tong)(tong)在莊信萬豐(張(zhang)家港)環保科技有(you)限公(gong)司變(bian)電(dian)(dian)所項目的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)，可(ke)以實(shi)現對變(bian)電(dian)(dian)所高壓配(pei)電(dian)(dian)回(hui)路用(yong)(yong)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)實(shi)時監控與(yu)管(guan)理(li)，不僅能(neng)顯(xian)示(shi)回(hui)路用(yong)(yong)電(dian)(dian)狀況，還具有(you)網(wang)絡通(tong)訊功能(neng)，可(ke)以與(yu)通(tong)訊管(guan)理(li)機(ji)、計算機(ji)等組成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)力(li)(li)監控系(xi)統(tong)(tong)。系(xi)統(tong)(tong)實(shi)現對采集數據的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析、處(chu)理(li)，實(shi)時顯(xian)示(shi)變(bian)電(dian)(dian)所內(nei)各(ge)配(pei)電(dian)(dian)回(hui)路的(de)(de)(de)運行狀態(tai)，對分(fen)(fen)合閘彈出報警(jing)對話框(kuang)，并生成(cheng)(cheng)各(ge)種報表、分(fen)(fen)析曲(qu)線、圖形(xing)等，便于(yu)電(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)遠程抄表以及分(fen)(fen)析、研(yan)究。該系(xi)統(tong)(tong)運行安(an)全(quan)、可(ke)靠、穩定，為(wei)變(bian)電(dian)(dian)所用(yong)(yong)戶(hu)解決用(yong)(yong)電(dian)(dian)問(wen)題提供了真實(shi)可(ke)靠的(de)(de)(de)依據，取得了較好的(de)(de)(de)社會效益。［2］

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電(dian)力電(dian)測數(shu)字儀(yi)表原理與應用(yong)指南[M]. 北京. 中國電(dian)力出版社. 2007. 4

[2].周中(zhong)等編著(zhu). 智(zhi)能電網用(yong)戶端(duan)電力監控與(yu)電能管(guan)理系統產品選(xuan)型及解決方(fang)案(an)[M]. 北(bei)京(jing). 機械(xie)工業出版社(she). 2011.10

作者簡介：簡婷，女，漢(han)族，本科，工程師(shi)，主要研究方向為(wei)智能(neng)建筑供配電監控系統