淮亞利
1安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;
摘要:介紹宛平路88號地塊,采用智能電力儀表,采集配電現(xiàn)場的各種電參量。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(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞:宛平路88號;0.4KV配電室;10KV變電所;智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)。
概述
工程地點(diǎn):徐匯區(qū)宛平南路88號
項(xiàng)目用途:商辦樓
占地面積、建筑面積:建筑面積8047平米,地上5413平米,地下2634平米
項(xiàng)目概況:宛平南路88號項(xiàng)目位于上海市徐匯區(qū)宛平南路和肇嘉浜路交匯處,東鄰?fù)鹌侥下?,北至肇嘉浜路,與徐家匯綠地相呼應(yīng),為產(chǎn)品展示和金融經(jīng)營服務(wù)的商務(wù)樓,建筑外立面利用漸變手法將古典樣式石材幕墻過渡到現(xiàn)代玻璃幕墻樣式。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為變配電所部分電力監(jiān)控系統(tǒng),變配電所位于地下一層,其中有兩路高壓進(jìn)線,配有綜合保護(hù)裝置,低壓部分,進(jìn)線柜、饋線柜配有儀表,本電力監(jiān)控系統(tǒng)只接入低壓部分儀表。
1 需求分析
現(xiàn)場共有一座變配電室,需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下:
電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實(shí)時(shí)刷新,并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值等信息。
對各回路的電流繪制趨勢曲線,便于分析該回路配電運(yùn)行工況。
對各回路的電能集抄功能,并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。
本技術(shù)條件適用于宛平路88號的變配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。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。
2 系統(tǒng)方案
監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對宛平路88號變配電進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變配電所T1、T2變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表,共分5條總線,總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備,從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
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(jī)交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由NPORT5610-8串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。NPORT5610-8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(shí)現(xiàn)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(dá)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,主要由智能儀表、綜合保護(hù)裝置組成,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(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
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(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5610-8,進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:
低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表,它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。
3 系統(tǒng)功能
功能特點(diǎn)
本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面,一切操作均可在界面上進(jìn)行,而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。
登錄界面
為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)。定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的安全保障。將用戶的級別分為操作工、工程師、系統(tǒng)管理員這三個(gè)等級,每個(gè)等級可以單獨(dú)賦給不同的操作權(quán)限,包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報(bào)表管理系統(tǒng)管理員為zui高等級用戶,高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶。
監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊,標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。
標(biāo)題界面中顯示當(dāng)前登錄用戶及系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間。
系統(tǒng)界面中顯示當(dāng)前界面對應(yīng)各種參數(shù)。
菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個(gè)功能切換按鈕。不同的功能按鈕,可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。
配電監(jiān)測
配電監(jiān)測界面
此界面可以觀測進(jìn)線柜及各出線柜的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
詳細(xì)參數(shù)界面
在“詳細(xì)參數(shù)"窗口內(nèi),可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括:三相電流,三相電壓,進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱,和出線回路的電流、回路名稱。
當(dāng)選擇以“管理員"身份登錄系統(tǒng)后,可在系統(tǒng)一次圖中點(diǎn)擊回路名稱,直接對回路名稱進(jìn)行修改,修改后系統(tǒng)會自動(dòng)保存。系統(tǒng)圖中,各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示,紅色表示回路接通,綠色表示回路斷開。
通訊狀態(tài)
實(shí)時(shí)顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)能自動(dòng)在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài),對出現(xiàn)異常的設(shè)備及時(shí)維護(hù),保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
通訊狀態(tài)圖
電參量報(bào)表
實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時(shí)間段或選擇查詢zui近更新的記錄數(shù)等,并通過報(bào)表方式顯示出來。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。
電參量報(bào)表功能
設(shè)置需要查詢的時(shí)間,點(diǎn)擊查詢按鈕即可查詢歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報(bào)表。主要數(shù)據(jù)包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。
該報(bào)表包含所有的回路。幫助用戶了解每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定,電流越限,功率、功率因數(shù)是否符合要求。以此為依據(jù),對系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。
報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時(shí)具備打印功能。點(diǎn)擊打印報(bào)表,按需要即可打印報(bào)表。
電能報(bào)表
以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時(shí)可追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正確性。
電能報(bào)表功能
用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn),該報(bào)表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的各回路用電,每個(gè)進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi),可方便查詢。
通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量。
該報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時(shí)具備打印功能。
電流曲線
對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路(或重要負(fù)荷的出線)設(shè)計(jì)了電流勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時(shí)掌握用電需求與負(fù)荷占比,確保供電可靠性,為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能,還可分析用能需量的增長趨勢,適時(shí)調(diào)整需量申報(bào),減少因需量偏差過大造成的多余繳費(fèi)。
電流曲線功能
曲線圖表的X軸表示時(shí)間跨度,Y軸表示量程,選擇相應(yīng)的回路刷新曲線,可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示;
電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。
報(bào)警及事件
實(shí)時(shí)報(bào)警
實(shí)時(shí)報(bào)警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報(bào)警窗口會在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開,并一直隱藏在后臺。
當(dāng)有電流或者電壓越限,并且觸及報(bào)警界*,“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警"窗口就會自動(dòng)彈出,并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息:回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。
歷史報(bào)警
通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,即可查詢到過去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息,包括遙測報(bào)警和遙信報(bào)警,還包括具體的報(bào)警時(shí)間,報(bào)警類型,報(bào)警內(nèi)容等。
4 結(jié)束語
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,變電所的配電安全性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在宛平路88號的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,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(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)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(bào)警對話框、語音提示、短信報(bào)警燈,并生成各種電能報(bào)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,為工廠解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。
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作者簡介:淮亞利,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
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