涂志燕

 安科瑞電氣股份有限公司

上海 嘉定 201801
 

摘要：介紹包頭蘇寧廣場項目，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-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。
 
關(guān)鍵詞：包頭蘇寧廣場;大型公建;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng)

 0 概述 
  包頭蘇寧廣場項目位于包頭核心位置鋼鐵大街中心，總建筑面積18萬平方米，建筑高度110米，地上27層，地下2層，匯集蘇寧云店、時尚餐飲、酒店式公寓、購物中心等。
本項目在地下層有兩間0.4KV變配電室，其中T1、T2變壓器安裝在1#商業(yè)低壓變配電室內(nèi)，T3、T4、T5、T6、T7、T8變壓器安裝在2#商業(yè)低壓變配電室內(nèi)。1#商業(yè)低壓變配電室進線柜、電容柜、母聯(lián)柜及重要出線回路合計11塊PZ80-E4/C多功能儀表，其他出線回路合計59塊PZ72-E4/C多功能儀表；2#商業(yè)低壓變配電室進線柜、電容柜、母聯(lián)柜及重要出線回路合計34塊PZ80-E4/C多功能儀表，其他出線回路合計174塊PZ72-E4/C多功能儀表。
1 需求分析
  為保證包頭蘇寧廣場用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的兩間商業(yè)低壓配電室中進線及出線回路進行電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。
本技術(shù)條件適用于包頭蘇寧廣場1#、2#商業(yè)低壓配電室電能管理。供方產(chǎn)品應(yīng)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(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
數(shù)據(jù)采集
  自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
  支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。
  支持數(shù)據(jù)傳輸正確性檢驗，異常數(shù)據(jù)自動處理。
  支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集。
  數(shù)據(jù)實時顯示采用配電柜次圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)分析與處理
  數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析需要實現(xiàn)以下功能：
  各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。
  統(tǒng)計各出線回路及整體的用電量（有功、無功）。
數(shù)據(jù)查詢與展示
  要求能方便實現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。
  數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層用能展示。
權(quán)限管理
  要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
  系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。
故障報警
  故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括微機保護開關(guān)量變位，電壓、電流超限，現(xiàn)場綜保或者儀表與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握配電室實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

2  系統(tǒng)方案
  安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)根據(jù)包頭蘇寧廣場現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用在兩間商業(yè)低壓配電室內(nèi)各設(shè)置臺內(nèi)置串口服務(wù)器的數(shù)據(jù)采集箱，每間商業(yè)低壓配電室內(nèi)的低壓進出線儀表通過屏蔽雙絞線直接接至對應(yīng)的串口服務(wù)器然后通過網(wǎng)線接至就近的弱電井交換機上，通過包頭蘇寧廣場的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將各儀表數(shù)據(jù)傳輸至層消防控制室內(nèi)的監(jiān)控主機，保障了電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。
1#商業(yè)低壓配電室內(nèi)共有11只PZ80-E4/C多功能儀表,59只PZ72-E4/C多功能儀表，儀表分為四條RS485總線接至1#商業(yè)低壓配電室數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)串口服務(wù)器上；2#商業(yè)低壓配電室內(nèi)共有34只PZ80-E4/C多功能儀表,174只PZ72-E4/C多功能儀表，儀表分為十二條RS485總線接至2#商業(yè)低壓配電室數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)串口服務(wù)器上。
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。在包頭蘇寧廣場工程中主要指置于層消防控制室內(nèi)的監(jiān)控主機。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
   通訊層主要是由1#商業(yè)低壓配電室內(nèi)的Nport5610-8臺、串口轉(zhuǎn)換隔離器I-7520R七只，2#商業(yè)低壓配電室內(nèi)的Nport5610-16臺、串口轉(zhuǎn)換隔離器I-7520R十六只以及以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)站控管理層于現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(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(shè)備層
  現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由低壓智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入對應(yīng)商業(yè)低壓配電室內(nèi)的串口服務(wù)器上。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能儀表現(xiàn)場連接示意
  現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接至對應(yīng)配電室數(shù)據(jù)采集箱內(nèi)的串口服務(wù)器上，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，再經(jīng)過包頭蘇寧廣場的內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

3  系統(tǒng)功能

  變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到低壓柜的所有常規(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、有功電度等。如下圖所：

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(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)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。

趨勢曲線圖

  用戶權(quán)限管理，對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。下圖為權(quán)限配置界面。

用戶權(quán)限管理

4  結(jié)束語

  在當今配電設(shè)施的應(yīng)用中，大型公共建筑項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在包頭蘇寧廣場的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控，系統(tǒng)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話框、聲音提示，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，為本項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。

參考文獻：

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)

作者簡介：

涂志燕，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電