安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無(wú)人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)操作的無(wú)序性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)；電力監(jiān)控；剩余電流監(jiān)測(cè)；配電室無(wú)人值守

0引言

  安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。 該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

    本文以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，探討學(xué)校電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

1項(xiàng)目介紹

    東北農(nóng)業(yè)大學(xué)1948年創(chuàng)建于哈爾濱，始稱東北農(nóng)學(xué)院，教育家、哈爾濱市第一任市長(zhǎng)劉達(dá)為學(xué)校第一任院長(zhǎng)。自建校以來(lái)，學(xué)校先后隸屬于東北行政委員會(huì)農(nóng)業(yè)部、國(guó)家高等教育部、國(guó)家農(nóng)業(yè)部、黑龍江省農(nóng)業(yè)委員會(huì)、黑龍江省教育廳，1981年被確定為黑龍江省省屬院校，1994年與黑龍江省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院合并組建東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，現(xiàn)為國(guó)家“211工程”建設(shè)大學(xué)，黑龍江省人民政府與農(nóng)業(yè)部省部共建大學(xué)。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接?xùn)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

2用戶需求

    實(shí)現(xiàn)對(duì)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的主樓和藝術(shù)樓共600塊左右網(wǎng)絡(luò)電力儀表的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

3設(shè)計(jì)方案

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備全集中在同一個(gè)配電室中，業(yè)主的電氣值班室就近安排在配電室旁，本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見(jiàn)的3層結(jié)構(gòu)，站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

  3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

  ISO/IEC11801     《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

  JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/J63-90     《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

    GB/T13730     《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

    GBJ63-93     《電力裝置電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》

  GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    IEC-61131-3         《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

 3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D

 為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場(chǎng)安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過(guò)屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)而傳輸至后臺(tái)主機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢，如圖1：

 圖1

3.3儀表，通訊線纜，交換機(jī)及串口服務(wù)器選型

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備為600臺(tái)電力儀表。這些設(shè)備分別根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。通過(guò)RS-485接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表的通訊規(guī)約為Modbus-RTU;通訊管理層由2臺(tái)Nport-5630串口服務(wù)器構(gòu)成。串口服務(wù)器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，通過(guò)TCP/IP與站控管理層主機(jī)相連，構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設(shè)備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺(tái)中，與站控管理層設(shè)備安裝在一起; 站控管理層設(shè)備為華北工控主機(jī)、顯示器、HP打印機(jī)以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺(tái)中。通過(guò)安裝在主機(jī)上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機(jī)交互功能,具體設(shè)備如下表：

4 系統(tǒng)功能

上位機(jī)軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

    4.1配電系統(tǒng)一次示意圖：0.4kV配電室配電回路運(yùn)行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進(jìn)線、母聯(lián)或發(fā)電機(jī)雙切回路的三相電流、有功無(wú)功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標(biāo)注回路編號(hào)、用途、斷路器編號(hào)、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2所示：

圖2

    4.2趨勢(shì)曲線：負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖3所示：

圖3

4.3報(bào)表功能：通過(guò)報(bào)表功能可以查詢?nèi)我鈺r(shí)刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報(bào)

剩余電流報(bào)表，用電量報(bào)表用于進(jìn)行電費(fèi)收費(fèi)計(jì)量以及與供電局?jǐn)?shù)據(jù)核對(duì)后進(jìn)行成本核算，如圖4所示

    圖4

6 運(yùn)行效果

    總的來(lái)說(shuō)，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能完備，能夠很好的滿足現(xiàn)階段對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)管理的要求，做到對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，故障的實(shí)時(shí)有效預(yù)警，事故的分析追溯。系統(tǒng)還預(yù)留了充足的通訊接口，為以后系統(tǒng)的擴(kuò)容升級(jí)打下了基礎(chǔ)。系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便易學(xué)，用戶不需復(fù)雜的配置即可使用，在用戶持續(xù)熟練地使用之下Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)必會(huì)成為配電管理人員的好幫手，提高配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和維護(hù)人員的工作效率，為客戶帶來(lái)更多的實(shí)實(shí)在在的價(jià)值。

7 結(jié)束語(yǔ)

    電力監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線存在的問(wèn)題，明確了整改方向，保障了東北農(nóng)業(yè)大學(xué)配電系統(tǒng)今后的穩(wěn)定運(yùn)行。本系統(tǒng)自2010年11月投產(chǎn)后，得到了用戶的好評(píng)，并已著手就東北農(nóng)業(yè)大學(xué)二期工程的合作進(jìn)行洽談。