安科瑞 崔庭宇
江蘇安科瑞電器製造有限公司
摘要：介紹南通圓融廣場，採用智能電力儀表、採集配電現場的各種電參量和開關信號。系統採用現場就地組網的方式，組網後通過現場總線通訊並遠傳至後臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現配電室配電迴路用電的實時監控和管理。
關鍵詞：南通圓融廣場;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監控系統;
0 概述
由圓融集團投資開發的南通圓融廣場(Nantong Harmony City)項目，位於南通城市中心的黃金地段，南北中軸線工農路、青年路等交通主動脈在此交匯。項目佔地面積7萬平方米，總建築面積34.4萬平方米，預計投資25億元。圓融廣場集時尚購物中心、超甲級寫字樓、精緻酒店、臻品公館等業態於一體，融合了購物、餐飲、娛樂、休閒、文化、辦公、居住等諸多功能，是南通首個現代化、國際化的“一站式消費”城市綜合體。
該項目共有5個10kV變電所：商業變電所、冷凍變電所、辦公變電所、辦公綜合20F分變電所和辦公綜合35F分變電所。每個分變設置1套當地電力監控系統，在商業變電所值班室設置總的電力監控系統，監控所有變電所的運行狀況。
1 需求分析
為保證生產管理用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對項目現場的配電室中進線及出線迴路進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員採取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間，方便用戶找出非正常用電迴路並且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據。
本技術條件適用於南通圓融廣場配電室。供方產品應具有高安全性與可靠性、易於擴展、便於維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不僅限於此，其技術性能應滿足對配電室數據監控的要求。
數據採集
自動採集現場所有電量儀表的模擬量數據，自動採集現場開關狀態以及故障狀態等開關量數據。
支持實時採集、自動週期採集(定時採集)可配置週期(1分鐘～24小時)。
支持數據傳輸正確性檢驗，異常數據自動處理。
支持多線程處理機制，提高數據採集效率，能同時對多個設備進行數據採集。
數據實時顯示採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直觀可見。
數據分析與處理
數據的綜合統計、分析需要實現以下功能：
各設備用電數據小時、日、月、年等時間段內的統計、計算。
各設備的用電負荷(有功、無功)最大、最小、平均值計算。
統計各分站及整體的用電量(有功、無功)。
數據查詢與展示
要求能方便實現客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應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，各類統計分析的數據可靈活採用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。
數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，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、實時監測、運行記錄及比例、對比、對標分析等功能。
管理層具備用能數據統計和分析、分類分項的對比、對標分析等功能。
決策層具備用能數據分析、數據刪除、數據庫導入/導出等功能。
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、數據記錄等。
系統要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環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。
節能改造及效果評估
要求為生產節能改造提供數據支撐，並能提供節能改造前後的效果評估。
參數設置
可通過採集櫃設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並採用聲光方式報警功能。報警類型包括開關故障，電壓、電流超限，現場採集模塊通訊故障，與監控系統通訊故障等。報警時間自動記入系統數據庫，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，發現變配電運行故障並作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。
2 系統方案
安科瑞Acrel-2000系統根據南通圓融廣場現場實際情況，整體網絡結構採用屏蔽雙絞線直接接至數據採集器然後通過光纖將數據上傳至配電室的監控主機，保障了電力監控系統傳輸的穩定性與實時性。
1)站控管理層
站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在商業變電所值班室設置總的電力監控系統，監控所有變電所的運行狀況。
2)網絡通訊層
通訊層主要是由採集器、以太網設備及總線網絡組成。通訊管理機主要功能是監測現場智能儀表;以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。
3)現場設備層
現場設備層是數據採集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，採用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控制。
系統結構圖
3 系統功能
變電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測變電所所有迴路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到變壓器出線側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所：
一次系統圖
遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線迴路的開關運行狀態和負載進線監控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置並聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。
事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為值班人員提供依據並且分析事故發生的原因，如下圖所示：
報警功能實時查詢
參數抄表功能，主要對低壓各出線迴路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢鄭州市南通圓融廣場配電室進出線各低壓回路的電參數，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據庫關聯，方便用戶修改迴路名稱。如下圖所示:
電參數抄表
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，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改迴路名稱。如下圖所示，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
系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統採用分層分佈式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。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-2000電力監控系統在南通圓融廣場的應用，可以實現對配電室供配電迴路用電的實時監控，不僅能顯示迴路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與通訊管理機、計算機等組成電力監控系統。系統實現對採集數據的分析、處理，實時顯示配電室內各配電迴路的運行狀態，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，並生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便於電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為商業廣場項目解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業效益。
參考文獻：
[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、週中，中國電力出版社
[2]《電力監控系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風[3]《電力監控運用於10kv供配電設計》，姚強，科技天地
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