臨沂俏家裝飾電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究及應用

摘要：介紹臨沂俏家裝飾，采用綜合保護裝置、智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場的各種電參量和狀態(tài)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-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：臨沂俏家裝飾；變配電所；智能電力儀表；Acrel-2000；電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0概述 
       俏家裝飾新材料有限公司是臨沂市城市投資控股有限公司與山東凱源木業(yè)有限公司共同出資興建的大型人造板制造企業(yè)，是臨沂家具有企背景的木業(yè)企業(yè)。公司位于山東省東南部的臨沂,毗鄰青島港和日照港,是華東開發(fā)區(qū)域和魯南臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)。

1需求分析
       俏家裝飾新材料的配電室監(jiān)控需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理，具體軟件功能要求如下：
電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以次圖形式直觀動態(tài)顯示。在畫面上顯示各回路的電參量、回路名稱等信息。
       對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。
       對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。
       對各回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。
       多用戶權限管理，便于分級操作。
       安科瑞產(chǎn)品具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術條件，但不僅限于此，其技術性能應滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
2  技術標準
本技術規(guī)范書引用的家和行業(yè)標注如下：
ISO/IEC11801  《綜合布線標準》
GB/50198   《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
IEC 61587   《電子設備機械結構系列》
DL/T448-2000  《電能計量裝置技術管理規(guī)程》
3  系統(tǒng)方案
       監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對臨沂俏家裝飾變配電進行用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變配電所的綜合保護裝置、變壓器溫控儀、直流屏、多功能儀表。系統(tǒng)接入7臺AM5型微機保護裝置和7只ACR型多功能電力儀表，485總線直接接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，通過網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
 

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。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。
2）網(wǎng)絡通訊層
       通訊層主要是由Anet網(wǎng)關及總線網(wǎng)絡組成。Anet網(wǎng)關主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表、綜合保護裝置、直流屏；總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，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)場設備層
       10kV回路安裝的AM5 系列產(chǎn)品具有統(tǒng)的軟硬件平臺、強大的保護邏輯圖形化可編程功能和豐富的接口資源，能夠適應 35kV 及以下電壓等級的各種變配電測控保護要求，滿足個性化定制需求，廣泛應用于建筑、工業(yè)、能源等領域?？商峁?12 路交流輸入（標準硬件包括：三相保護電流、兩個零序電流、三相測量電流及 4 個電壓通道），16 路可編程遙信輸入，10 路可編程繼電器接點輸出，可滿足絕大多數(shù)場合下中低壓系統(tǒng)間隔層的保護測控要求。
       為實現(xiàn)電能的精確計量，10kV回路還安裝了ACR系列多功能電力儀表，ACR系列是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網(wǎng)絡電力儀表，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。并且本儀表帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領域。
       現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入Anet網(wǎng)關，經(jīng)Anet網(wǎng)關到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
4  系統(tǒng)功能
功能特點
       本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。系統(tǒng)管理員為高等級用戶，高級用戶可添加、刪除下級別的用戶。

登陸界面
 

配電監(jiān)測界面
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器合、分狀態(tài)，以及有關故障、告警等信號。
主要功能：次圖顯示各回路對應回路名稱、三相電流、三相線電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器合分位狀態(tài)。

配電監(jiān)測功能
 

通訊狀態(tài)
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和Anet網(wǎng)關旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

通訊狀態(tài)
 

電參量報表
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢近更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。
主要功能：查詢各回路或者設備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

電參量報表
 

電能報表
       安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。
主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量?？赏ㄟ^導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

電能報表
 

報警及事件
實時報警
       實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并直隱藏在后臺。
當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
       通過調(diào)節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內(nèi)容等。
5  結束語
       在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在臨沂俏家裝飾的應用，可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與Anet網(wǎng)關、計算機等組成電力監(jiān)控系統(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、負載越限可彈出報警對話框，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，為解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。

參考文獻：
[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡介：張豪，男 安科瑞電氣股份有限公司