淮亞利
1安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;
摘要:介紹蘇州高新區(qū)科技大廈,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)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞:高新區(qū)科技大廈 ;配電所 ;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
概述
蘇州高新區(qū)科技大廈,總建筑面積約10萬平米,該項目共有10棟大樓是蘇州市信息中心,將為蘇州市高新區(qū)實現(xiàn)科學(xué)管理、廉潔服務(wù)提供基礎(chǔ)支持。
本次項目主要涉及其中的9棟大樓配電所的9個低壓配電所部分,其中值班室置于各樓層配電所的值班室。
1 需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的低壓配電柜、供電變壓器等電氣設(shè)備進行電壓、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(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,本項目為大型公建示范項目,需將電參量等一些數(shù)據(jù)上傳至BA樓宇自控系統(tǒng)。
本技術(shù)條件適用于蘇州高新區(qū)科技大廈的配電室低壓柜。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?jǐn)?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)實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式,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。
各設(shè)備的用電負(fù)荷(有功、無功)zui大、zui小、平均值計算。
統(tǒng)計各分站及整體的用電量(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、決策層三層用能展示。
操作層具備用能分析、累計用量、實時監(jiān)測、運行記錄及比例、對比、對標(biāo)分析等功能。
管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、分類分項的對比、對標(biāo)分析等功能。
決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。
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。
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。
參數(shù)設(shè)置
可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護整定值。
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。報警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場采集模塊通訊故障,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變配電站實時運行狀態(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-2000系統(tǒng)根據(jù)蘇州高新區(qū)科技大廈現(xiàn)場實際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至配電所的數(shù)據(jù)采集器然后直接接至開閉所的監(jiān)控主機,保障了配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。根據(jù)客戶需求將現(xiàn)場的9棟大樓的配電所部分獨立開來進行配電狀態(tài)監(jiān)控,9套系統(tǒng)配置一致,分布于各樓層的配電所中,以5#樓配電所概況為例進行介紹如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
現(xiàn)場5#樓配電所共計59只ACR220EL分為3條RS485總線接至配電所的數(shù)據(jù)采集器、8只ACX6100B接入1條RS485總線接至配電所的數(shù)據(jù)采集器、2只LD-B10-10F接入1條RS485總線接至配電所的數(shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器直接通過超五類網(wǎng)線接至值班室的監(jiān)控主機。
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。在蘇州高新區(qū)科技大廈工程中主要指置于配電所的監(jiān)控主機。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由Nport5610-8一臺、協(xié)議隔離轉(zhuǎn)換器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。Nport5610-8數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(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)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(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)器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),實現(xiàn)遠程控制。
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,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,然后將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)采集器Nport5610-8,進而將數(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:
進出線回路均采用ACR220EL多功能液晶顯示儀表,其是針對電力系統(tǒng)、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(luò)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,溫控儀能實時監(jiān)測變壓器的溫度。
3 系統(tǒng)功能
配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實時監(jiān)測配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(cè)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。如下圖所示:
配電所一次系統(tǒng)圖
回路詳細(xì)電參量
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(fù)載進線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負(fù)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(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能,如下圖所示:
報警功能歷史查詢
事件告警記錄功能,主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間,為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因,如下圖所示:
報警功能實時查詢
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(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢國庫支付中心配電所變壓器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(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示
電參數(shù)抄表
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(dǎo)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。如下圖所示,顯示辦公樓實驗樓配電回路的用電量,用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示:
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。下圖為配電所通訊狀態(tài)示意圖。
通訊結(jié)構(gòu)示意圖
負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)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。如下圖所示:
趨勢曲線圖
4 結(jié)束語
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,公建辦公大樓項目的配電安全性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電能管理系統(tǒng)在蘇州高新區(qū)科技大廈的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對配電所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(luò)通訊功能,可以與通訊管理機、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,實時顯示配電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈,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,為大型公建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,中國電力出版社
[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:
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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