電力監控系統在陳家鎮濱江休閑運動(dòng)居住社區4號地塊應用

摘要

    介紹崇明省陳家鎮濱江休閑運動(dòng)居住社區4號地塊（凱悅酒店），采用智能電力儀表，采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-2000型電力監控與電能管理系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

0 概述 

    崇明島地處長(cháng)江口，是*三大島，素來(lái)被譽(yù)為“長(cháng)江門(mén)戶(hù)，東海瀛洲”，也是世界上大的河口沖積島和沙島。由世界500強中化集團旗下方興地產(chǎn)與世界的酒店管理集團凱悅酒店集團強強聯(lián)手建設的崇明金茂凱悅酒店，位于上海崇明島中國國家地質(zhì)公園東灘濕地項目?jì)?，占地約5萬(wàn)平方米，總建筑面積約18萬(wàn)平方米。酒店由美國JWDA建筑師事務(wù)所、WILSON和貝爾高林分別擔綱建筑設計、室內設計和景觀(guān)設計，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，成為崇明島上*五酒店。

    崇明金茂凱悅酒店以現代中式風(fēng)格為整體建筑格調，與周邊環(huán)境自然融合，在時(shí)尚現代的基礎上融入上海本土元素和度假風(fēng)格，擁有餐飲、游泳池、健身等多項休閑娛樂(lè )設施，同時(shí)宴會(huì )、大型會(huì )議等配套，提供禮賓服務(wù)。同時(shí)酒店將與建設中的72洞海島高爾夫球場(chǎng)、賽事級馬球場(chǎng)、海船級游艇碼頭、東灘水世界主題樂(lè )園、直升飛機停機坪、會(huì )議中心和別墅群等一起，共同打造出*的旅游度假勝地。

    崇明金茂凱悅酒店?yáng)|南側運動(dòng)會(huì )所地下一層設有一座開(kāi)關(guān)站，與周邊酒店距離主變方向大于12 米，側變方向大于8 米，不會(huì )對附近游客產(chǎn)生影響，周?chē)姶艌?chǎng)環(huán)境為一級安全區。

    本次項目為崇明金茂凱悅酒店的高壓和低壓變電所部分的電力監控系統。

1 需求分析

    現場(chǎng)共有一座變電所分為高壓和低壓兩部分。電力監控系統需要實(shí)現數據集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

    電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀(guān)動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)、電流越限值及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信息。

    對各回路的電流繪制趨勢曲線(xiàn)，便于分析該回路配電運行工況。

    對各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內符合客戶(hù)管理需求的用電報表。

    本技術(shù)條件適用于崇明省陳家鎮濱江休閑運動(dòng)居住社區4號地塊（凱悅酒店）的配電室低壓柜以及高壓柜。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(mǎn)足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應滿(mǎn)足對配電室數據監控的要求。

2  系統方案

    監控系統主要實(shí)現崇明省陳家鎮濱江休閑運動(dòng)居住社區4號地塊（凱悅酒店）變電所的10/0.4kV配電系統進(jìn)行用電監控與電能管理。監控范圍為變電所T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò )柜、饋線(xiàn)柜及高壓側儀表進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控和電能管理。系統接入181只多功能電力儀表，分9條總線(xiàn)，值班室位于本變電所內，總線(xiàn)直接接入值班室內采集設備，從而在監控主機上實(shí)現總線(xiàn)上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層。

網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

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。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

    通訊層主要是由NPORT5630-16串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。NPORT5630-16串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現數據交互，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(wú)人值守的目的。

3）現場(chǎng)設備層

    現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

智能儀表現場(chǎng)連接示意

    現場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接智能儀表數量在20只左右，然后將數據上傳至串口服務(wù)器NPORT5630-16，進(jìn)而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進(jìn)線(xiàn)和饋線(xiàn)回路采用多功能儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度、無(wú)功電度。

3  系統功能

功能特點(diǎn)

    本系統采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運行穩定可靠。通過(guò)相應快捷按鈕即可進(jìn)入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò )結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    進(jìn)入軟件，輸入對應的密碼登錄后，進(jìn)入監控系統界面，查看監控數據。用戶(hù)名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權限。

    整個(gè)界面設計為三塊，標題界面、配電系統界面和菜單切換界面。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部設計為菜單切換界面，該界面排的7 個(gè)按鈕為系統各個(gè)功能切換按鈕。

配電監測

配電監測功能說(shuō)明

詳細參數

    對于每個(gè)整個(gè)配電結構顯示在界面上，可查看個(gè)配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線(xiàn)回路的功率、電能、功率因數、回路名稱(chēng)，和出線(xiàn)回路的電流。

    在管理員身份登錄權限下，可在系統中直接對回路名稱(chēng)進(jìn)行修改，并且可以在界面中查看三相表的詳細參數。本項目將有多張系統圖，通過(guò)點(diǎn)擊窗口正下方的不同的系統圖名稱(chēng)進(jìn)行畫(huà)面切換。

配電監測菜單欄

    系統圖的各個(gè)回路圖標和母線(xiàn)圖標在沒(méi)有通電時(shí)會(huì )顯示綠色，上電后會(huì )顯示紅色，以此區分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說(shuō)明

    在通訊狀態(tài)界面，能夠看到整個(gè)系統采用已變壓器為干線(xiàn)的分布式網(wǎng)絡(luò )結構，具有系統網(wǎng)絡(luò )診斷功能。能實(shí)時(shí)監控系統網(wǎng)絡(luò )通訊狀態(tài)，出現網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)，系統自動(dòng)顯示故障線(xiàn)路及具體單元。

電參量報表

電參量報表功能說(shuō)明

    設置時(shí)間控件的時(shí)間，可以查詢(xún)歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率補償因數、電能。該報表包含所有的回路。幫助用戶(hù)了解每個(gè)時(shí)刻系統運行中是否出現電壓不穩定，電流越限，功率、功率因數是否符合要求。以次為依據，對系統進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。多張表格可在表頁(yè)下端選擇切換。

    該報表可以以電子表格的方式導出和具備打印功能。

電能報表

電能報表功能說(shuō)明

    對用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時(shí)間段內的各回路用電，每個(gè)進(jìn)線(xiàn)回路及它所帶的出線(xiàn)回路制作在一張表內，可方便查詢(xún)。多張表格可在表頁(yè)下端選擇切換。

    通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，即可顯示此時(shí)間段內的用電量，也可以以電子表格的形式導出和打印。

電流曲線(xiàn)

電流曲線(xiàn)功能說(shuō)明

    選擇一個(gè)回路后，回路名稱(chēng)會(huì )在窗口上方顯示。曲線(xiàn)圖表的X 軸表示時(shí)間跨度，Y 軸表示量程?？娠@示選定回路的一天和七天的歷史曲線(xiàn)顯示；也可顯示過(guò)去一天和七天時(shí)間段內的選定回路的電流趨勢曲線(xiàn)。同時(shí)可任意放大選定區域內的曲線(xiàn)。

    電流曲線(xiàn)可以幫助用戶(hù)進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報警及事件

實(shí)時(shí)報警

遙測/遙信實(shí)時(shí)報警功能

    實(shí)時(shí)報警窗口分為“遙測實(shí)時(shí)報警”和“遙信實(shí)時(shí)報警”，分別監測系統所采集的遙測量和遙信量。報警窗口會(huì )在系統運行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實(shí)時(shí)報警”窗口就會(huì )自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢(xún)

    通過(guò)調節開(kāi)始時(shí)間和結束時(shí)間，即可查詢(xún)到過(guò)去任意時(shí)間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時(shí)間，報警類(lèi)型，報警內容等。

用戶(hù)管理

用戶(hù)管理功能說(shuō)明

    用戶(hù)管理界面為用戶(hù)提供了3 項與用戶(hù)身份和管理有關(guān)的功能。“用戶(hù)登錄”可以實(shí)現登錄用戶(hù)身份的切換；已登錄用戶(hù)可以通過(guò)“用戶(hù)注銷(xiāo)”刪除登錄用戶(hù)的身份；“管理員”可以通過(guò)“用戶(hù)配置” ，修改所有用戶(hù)的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶(hù)身份，也可以刪除已有的用戶(hù)身份。在界面中還有小化及退出2 個(gè)快捷功能。當選擇退出時(shí)，系統將彈出。

4  結束語(yǔ)

    在當今配電設施的應用中，酒店的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在崇明省陳家鎮濱江休閑運動(dòng)居住社區4號地塊（凱悅酒店）的應用，可以實(shí)現對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，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、語(yǔ)音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠(chǎng)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻：

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[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

作者簡(jiǎn)介：

周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監控系統