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技術文章

重慶渝中區(qū)行政大樓項目電能管理系統(tǒng)的設計與應用

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淮亞利
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201811;


摘要:介紹重慶渝中區(qū)行政大樓電能管理系統(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。

關鍵詞:重慶渝中區(qū)行政大樓;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng); 

0概述 
  重慶渝中區(qū)行政大樓電能管理系統(tǒng)項目主要涉及重慶渝中區(qū)行政大樓中-1F到26F智能電力儀表,含5只安科瑞儀表DTSF1352,105只斯菲爾儀表DTS1946,監(jiān)控主機位于地下1層的變電所值班室。
1需求分析
  為保證辦公管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電箱進線的電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時檢測報警,有關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。
  本技術條件適用于重慶渝中區(qū)行政大樓。供方產(chǎn)品應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,但不于此,其技術性能應滿足對配電室數(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)場開關狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關量數(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,能同時對多個設備進行數(shù)據(jù)采集。
  數(shù)據(jù)實時顯示采用配電箱主接線圖直觀顯示模式,各回路開關斷合以及故障狀態(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:
  各設備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內的統(tǒng)計、計算。
  各設備的用電負荷(有功、無功)大、小、平均值計算。
  統(tǒng)計各分站及整體的用電量(有功、無功)。
權限管理
  要求對不同用戶賦予不同角色的權限,能授權到功能子菜單、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。
節(jié)能改造及效果評估
  要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。
2  系統(tǒng)方案
  安科瑞Acrel-3000電能管理系統(tǒng)根據(jù)重慶渝中區(qū)行政大樓現(xiàn)場實際情況,整體網(wǎng)絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線將數(shù)據(jù)上傳至配電室的監(jiān)控主機,保障了電能管理系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。
1)站控管理層
  站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。在重慶渝中區(qū)行政大樓工程中主要指置于地下一層配電室的監(jiān)控主機。
2)網(wǎng)絡通訊層
   通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。串口服務器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(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)場設備層
  現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器,通訊服務器通過網(wǎng)線到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
系統(tǒng)結構圖



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),可以看到變壓器出線側的所有常規(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:

 


一次系統(tǒng)圖


  參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢重慶渝中區(qū)行政大樓配電室進出線各低壓回路的電參數(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)庫關聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:



                    電參數(shù)抄表


  系統(tǒng)通訊結構示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構,系統(tǒng)采用分層分布式結構,同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。



通訊結構示意圖


4  結束語
  在當今配電設施的應用中,項目的配電安全性至關重要,本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在重慶渝中區(qū)行政大樓的應用,可以實現(xiàn)對配電室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,可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示配電室內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、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,為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻:
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》, 任致程、周中,中國電力出版社
[2]《電能管理系統(tǒng)在供配電設計中的應用》,高士宏,科技風
[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設計》,姚強,科技天地

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