無(wú)錫普利司通配電監控系統

0  概述 

    普利司通是世界上大的橡膠輪胎制造企業(yè)之一，2010年世界財富500強第289位，有49家大型輪胎制造基地，134家橡膠關(guān)聯(lián)企業(yè)，14萬(wàn)員工遍布23個(gè)國家和地區。BRIDGESTONE輪胎憑著(zhù)的行駛性能應用于飛機、汽車(chē)等各種交通工具，被眾多世界的汽車(chē)制造廠(chǎng)商選為配套輪胎，并且為參加F1賽車(chē)的車(chē)隊提供輪胎，幫助其多次獲得了比賽*。 

    普利司通（無(wú)錫）輪胎有限公司是日本株式會(huì )社普利司通下屬的獨資企業(yè)，是普利司通集團的第47個(gè)工廠(chǎng)，也是中國的第3個(gè)工廠(chǎng)，注冊資本1.89億美元。公司提供優(yōu)良的環(huán)境、的工作配套設施和優(yōu)厚的福利待遇，為員工搭建起拓展才華的舞臺。

    本項目為無(wú)錫普利司通變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對無(wú)錫普利司通八個(gè)變電所的高壓出線(xiàn)回路開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行電力監控，以保證用電的安全、可靠和。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統，充分利用了現代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的新發(fā)展，對變配電系統進(jìn)行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進(jìn)行組網(wǎng)，通過(guò)計算機和通訊網(wǎng)絡(luò )，將分散的配電所的現場(chǎng)設備連接為一個(gè)的整體，實(shí)現電網(wǎng)運行的遠程監控和集中管理。

1  客戶(hù)需求

    客戶(hù)要求電力監控系統監控范圍涵蓋10KV的八個(gè)高壓變電所的出線(xiàn)回路，要求每個(gè)變電所的數據采集器配備一個(gè)能夠斷電運行一小時(shí)的UPS不間斷供應電源，所有數據采集器直接通過(guò)各配電所的局域網(wǎng)口（客戶(hù)提供）接入監控系統主機。電力監控系統要求如下：

    1）實(shí)時(shí)監測各回路的開(kāi)關(guān)量變位；

    2）開(kāi)關(guān)量報警短信群發(fā)功能；

2  系統結構描述

    本監控系統主要實(shí)現無(wú)錫普利司通八個(gè)變電所10kV配電系統進(jìn)行用電監控與集中管理；監控范圍為普利司通每個(gè)變電所的高壓出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和集中管理。該系統總計有8只儀表（ARTU-K16），每個(gè)變電所一只電力儀表，由于每個(gè)變電所都有局域網(wǎng)口故置一個(gè)一口串口服務(wù)器，采用局域網(wǎng)組網(wǎng)連接，值班室的監控主機也直接接入局域網(wǎng)實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通。

    本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

    間隔設備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表、開(kāi)關(guān)量等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò )通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

    以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)傳輸，一般都采用二根連線(xiàn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數據但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數據，數據高傳輸速率為10Mbps。

    RS485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，大傳輸距離為1.2km。

3  電力監控系統主要功能

    2.1  人機交互

   系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，圖形顯示高壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，實(shí)時(shí)顯示各回路的通訊狀態(tài)是否異常；高壓二次系統圖，畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；開(kāi)關(guān)量狀態(tài)顯示。

    2.2  事件記錄

    實(shí)時(shí)遙信報警信息，開(kāi)關(guān)發(fā)生變位時(shí)及時(shí)產(chǎn)生報警信息，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。

    歷史事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號記錄、操作記錄提供方便友好的人機交互，通過(guò)歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個(gè)系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

    2.3  短信群發(fā)

    系統內高壓出線(xiàn)回路開(kāi)關(guān)量變位報警記錄群發(fā)至配電系統相關(guān)管理人員的手機上，方便管理人員及時(shí)對事故進(jìn)行分析和處理。

    2.4  用戶(hù)權限管理

    針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對賬號和權限的修改。

4  案例分析

    無(wú)錫普利司通電力監控系統分八個(gè)變電所，本項目針對這八個(gè)變電所的10kV配電系統進(jìn)行用電監控與集中管理；監控范圍為普利司通每個(gè)變電所的高壓出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和集中管理。

    每個(gè)變電所采用一個(gè)ARTU-K16遙信單元，它能監測16個(gè)配電回路的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)。該儀表采用光電隔離技術(shù)，實(shí)現輸入輸出的電氣隔離，與上位機通過(guò)RS485總線(xiàn)進(jìn)行數據交換，實(shí)時(shí)反映輸入信號狀態(tài)，并可存儲事件順序記錄。

    系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監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。見(jiàn)圖（2）。

圖（2） 高壓系統一次圖

    高壓配電回路二次圖見(jiàn)圖（3），遙信功能實(shí)現顯示現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。  

圖（3）低壓配電二次圖

    遙信報警功能，主要完成對高壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)行監控，對開(kāi)關(guān)變位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(shí)處理。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖（4）、圖（5）和圖（6）。

圖（4） 實(shí)時(shí)遙信報警信息

圖（5）歷史遙測報警信息查詢(xún)

圖（6）事件報警記錄查詢(xún)

    短信群發(fā)功能，主要對高壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)變位報警然后通過(guò)短信群發(fā)至配電系統相關(guān)管理人員，能夠及時(shí)的對事故報警情況進(jìn)行分析和處理，避免發(fā)生重大事故和經(jīng)濟損失。

5  結束語(yǔ)

    隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在無(wú)錫普利司通變電所的應用，可以實(shí)現對變電所高壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監控與集中管理管理，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、計算機等組成電力監控系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框及語(yǔ)音提示該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的社會(huì )效益。［2］

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10