福清金輝城市廣場酒店項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

概述：福清金輝城市廣場酒店位于福州市福清市清昌大道與福人路交匯處，項目為占地面積17030平方米，總建筑面積74500平方米，大樓分地面23層，地下2層，并配套商業(yè)店鋪。

本項目低壓配電房設(shè)置在地下一層，地面設(shè)有高壓變配電室和SOHO變配電室。該項目總共有兩路30kV進(jìn)線，五路10kV出線回路； 0.4kV配電室總共設(shè)置2處，T1、T2、T3、T4變壓器安裝地下一層低壓變配電室內(nèi)，T5變壓器安裝在SOHO變配電室內(nèi)。

此電力監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程配置上充分考慮項目的實際情況,最da程度的實現(xiàn)相關(guān)功能,滿足電力系統(tǒng)線路運(yùn)行的相關(guān)要求,體現(xiàn)系統(tǒng)的各項技術(shù)特點。最終實現(xiàn)分散控制、集中管理、綜合監(jiān)控。本項目電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)包括站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層及現(xiàn)場設(shè)備層。10kV變電站值班室設(shè)置有電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)、顯示器 、通訊管理機(jī)、 UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。系統(tǒng)為上級管理系統(tǒng)預(yù)留了通訊接口,可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)發(fā)和遠(yuǎn)傳,從而實現(xiàn)資源信息的共享。

一、電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

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(yuǎn)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(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時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)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、人機(jī)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(yùn)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。

3、歷時事件

歷時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(jī)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(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

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。

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(yùn)行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)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。

6、運(yùn)行負(fù)荷曲線

負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。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；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

7、遠(yuǎn)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。

二、系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容

微機(jī)綜合保護(hù)裝置和多功能電力儀表等。

安科瑞AM5微機(jī)綜合保護(hù)裝置監(jiān)測內(nèi)容應(yīng)包含:遙信量(斷路器分合閘狀態(tài)、手車位置、彈簧儲能狀態(tài)等);遙測量(電壓、電流、功率、功率因素等);保護(hù)信號(過流、速斷、零序等)。

安科瑞AMC72L-E4及AMC96L-E3多功能電力儀表是一款經(jīng)濟(jì)實用，集電參量采集、監(jiān)測、控制于一體的智能電量采集監(jiān)控裝置。電量測量：相電壓、線電壓、相電流；分相有功功率、總有功功率；分相無功功率、總無功功率；分相視在功率、總視在功率；分相功率因數(shù)、總功率因數(shù)；四象限電能。

三、電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

本項目接入安科瑞多功能電力儀表AMC72L-E4/C,數(shù)量168只；AMC96L-E4/C，數(shù)量27只；AMC96L-E3/C，數(shù)量8只。ABB 雙電源切換裝置OTM1600E4C8D220C,數(shù)量3臺。帝森克羅德無功補(bǔ)償控制器KLD-SMRT16,數(shù)量5只。西門子綜合繼電保護(hù)器7SJ6865-7DW90-0KD0-LOV AC220V,數(shù)量8只。華高電氣直流屏,數(shù)量1只。江西華達(dá)變壓器溫控儀,數(shù)量5只。

各配電室內(nèi)放置采集裝置，現(xiàn)場智能儀表經(jīng)485總線連接至對應(yīng)的采集裝置，現(xiàn)場串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)線或光纖將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控主機(jī)上。

系統(tǒng)采用分層、分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縱向分為三層：監(jiān)控層、通訊網(wǎng)絡(luò)層和現(xiàn)場控制層。系統(tǒng)使用高可靠性工業(yè)控制計算機(jī)及軟、硬件系統(tǒng)，高性能的現(xiàn)場總線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，整個系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定可靠、使用維護(hù)方便。

監(jiān)控層包括工程師站和遠(yuǎn)動通信站，包含監(jiān)控計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS以及Acrel-2000電力監(jiān)控軟件，其中軟件部分具有良好的人機(jī)交互界面，通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議讀取通訊管理機(jī)采集的現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)信息，自動經(jīng)過計算處理，以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場的運(yùn)行狀況；電能計量管理功能設(shè)計各種符合用戶的報表格式，報表內(nèi)數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通訊網(wǎng)絡(luò)層包括通訊管理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

四、項目應(yīng)用介紹

項目采用AMC多功能電力儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(luò)電力儀表主要應(yīng)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(lǐng)域。

重要配出回路采用AMC系列多功能電力儀表，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。

配電一次圖見圖3，功能有電量遙測主要監(jiān)測運(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；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運(yùn)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配電一次圖

參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)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4個變電所各高低壓回路的電參數(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。

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。界面可以很直觀的顯示故障抽屜柜，起到第一時間預(yù)警管理員的作用。

五、結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(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選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在石獅榮譽(yù)國際大酒店電力監(jiān)控系統(tǒng)項目的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所低壓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，可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)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(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)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(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題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的社會效益。