福建星網(wǎng)銳捷電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應用

徐霜

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

摘要：介紹福建星網(wǎng)銳捷程電力監(jiān)控系統(tǒng)，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Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：工業(yè)現(xiàn)場;0.4KV變電所；智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng)

 0  概述

    福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創(chuàng)新科技，構(gòu)建智慧未來”的經(jīng)營理念，是的ICT應用方案提供商。2014年公司品牌價值132.13億元。2010年6月，星網(wǎng)銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為一家以自主創(chuàng)新打造核心競爭力的公眾公司。

    作為*批創(chuàng)新型企業(yè)，星網(wǎng)銳捷鍛造了以企業(yè)研究院為核心、開放合作的自主創(chuàng)新體系。星網(wǎng)銳捷現(xiàn)有員工7000余人，其中研發(fā)技術(shù)人員占公司總?cè)藬?shù)的40%以上，每年持續(xù)將10%左右的銷售收入投入研發(fā)，2014年研發(fā)投入達到5.4億元。作為*批技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)，星網(wǎng)銳捷多次承接和入選國家火炬計劃、國家863計劃項目、國家核高基重大專項，形成大批具有和水平的核心技術(shù)，截止2015年6月，共申請1998項。

    基于強大的創(chuàng)新能力，星網(wǎng)銳捷在網(wǎng)絡通訊、交換機、云計算終端、瘦客戶機、支付POS、“桌面云”、無線接入、寬帶接入、統(tǒng)一通信、視頻信息應用等各產(chǎn)品領(lǐng)域均形成了*的優(yōu)勢，同時也致力于在移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡、智慧園區(qū)、大數(shù)據(jù)等新興應用領(lǐng)域為客戶帶來前瞻的應用解決方案，并成功進軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美國等市場，向客戶展示著“中國創(chuàng)造”的*魅力。

    本項目為福建星網(wǎng)銳捷變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對福建星網(wǎng)銳捷兩個變電所內(nèi)的高壓柜、低壓配出線分別進行監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司兩個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控。高壓部分監(jiān)控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼H-831A和WCB-831A系列微機保護測控裝置；低壓部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜。該高壓系統(tǒng)總計有7只微機保護測控裝置分一條總線直接接至串口服務器，低壓系統(tǒng)144只ACR330ELH和ACR220EL型號的多功能電力儀表，分7條總線，通過串口服務器采集處理數(shù)據(jù)，zui后通過網(wǎng)線連接至值班室內(nèi)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。

    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）網(wǎng)絡拓撲圖

    間隔設(shè)備層主要為：微機綜合保護、多功能網(wǎng)絡電力儀表等。這些裝置分別對應相應的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

    網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。 以上網(wǎng)絡儀表均采用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)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

    本項目針對這一個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控；監(jiān)控范圍為變電所內(nèi)的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜及高壓側(cè)儀表進行遠程實時監(jiān)控。

    進出線回路均采用ACR330ELH及ACR220EL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、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開關(guān)量輸入接點和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)自動化等領(lǐng)域。

    低壓回路實時監(jiān)測，低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(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)備的運行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運行狀態(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）低壓配電二次圖

    遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(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。負載越限值在相應權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖（3）。

圖（3） 實時遙信報警信息

    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，見圖（4）。

圖（4） 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。見圖（5）。

圖（5）系統(tǒng)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，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；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。見圖（6）。

圖（6）趨勢曲線圖

4  結(jié)束語

    隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在福建星網(wǎng)銳捷的實行，可以實現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實時監(jiān)控。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，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為企業(yè)解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的經(jīng)濟效益。［2］

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. 中國電力出版社. 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