安科瑞 周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰
摘要
介紹福建星網(wǎng)銳捷程電力監控系統，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型電力監控系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。
關(guān)鍵詞：工業(yè)現場(chǎng);0.4KV變電所；智能電力儀表;Acrel-2000;電力監控系統
0 概述
福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創(chuàng )新科技，構建智慧未來(lái)”的經(jīng)營(yíng)理念，是國內的ICT應用方案提供商。2014年公司品牌價(jià)值132.13億元。2010年6月，星網(wǎng)銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為一家以自主創(chuàng )新打造核心競爭力的公眾公司。
作為*批創(chuàng )新型企業(yè)，星網(wǎng)銳捷鍛造了以企業(yè)研究院為核心、開(kāi)放合作的自主創(chuàng )新體系。星網(wǎng)銳捷現有員工7000余人，其中研發(fā)技術(shù)人員占公司總人數的40%以上，每年持續將10%左右的銷(xiāo)售收入投入研發(fā)，2014年研發(fā)投入達到5.4億元。作為*批技術(shù)創(chuàng )新示范企業(yè)，星網(wǎng)銳捷多次承接和入選國家火炬計劃、國家863計劃項目、國家核高基重大專(zhuān)項，形成大批具有國內和高水平的核心技術(shù)，截止2015年6月，共申請1998項。
基于強大的創(chuàng )新能力，星網(wǎng)銳捷在網(wǎng)絡(luò )通訊、交換機、云計算終端、瘦客戶(hù)機、支付POS、“桌面云”、無(wú)線(xiàn)接入、寬帶接入、統一通信、視頻信息應用等各產(chǎn)品領(lǐng)域均形成了*的*優(yōu)勢，同時(shí)也致力于在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡(luò )、智慧園區、大數據等新興應用領(lǐng)域為客戶(hù)帶來(lái)前瞻的應用解決方案，并成功進(jìn)軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美國等市場(chǎng)，向客戶(hù)展示著(zhù)“中國創(chuàng )造”的*魅力。
本項目為福建星網(wǎng)銳捷變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對福建星網(wǎng)銳捷兩個(gè)變電所內的高壓柜、低壓配出線(xiàn)分別進(jìn)行監控，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 系統結構描述
本監控系統主要實(shí)現福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司兩個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統進(jìn)行用電監控。高壓部分監控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼H-831A和WCB-831A系列微機保護測控裝置；低壓部分監控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線(xiàn)柜、聯(lián)絡(luò )柜、饋線(xiàn)柜。該高壓系統總計有7只微機保護測控裝置分一條總線(xiàn)直接接至串口服務(wù)器，低壓系統144只ACR330ELH和ACR220EL型號的多功能電力儀表，分7條總線(xiàn)，通過(guò)串口服務(wù)器采集處理數據，后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接至值班室內監控主機上，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：微機綜合保護、多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表等。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、UPS電源、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。
2 電力監控系統主要功能
本項目針對這一個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統進(jìn)行用電監控；監控范圍為變電所內的T1、T2、T3、T4、T5、T6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。
進(jìn)出線(xiàn)回路均采用ACR330ELH及ACR220EL多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網(wǎng)絡(luò )電力儀表，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)功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)和繼電器控制輸出接點(diǎn)，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò )電力儀表主要應用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區電力監控、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
低壓回路實(shí)時(shí)監測，低壓配電二次圖見(jiàn)圖（2），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線(xiàn)三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；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（2）低壓配電二次圖
遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負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(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖（3）。
圖（3） 實(shí)時(shí)遙信報警信息
用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，具備數據導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(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)，見(jiàn)圖（4）。
圖（4） 電能報表
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（5）。
圖（5）系統通訊結構示意圖
負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。見(jiàn)圖（6）。
圖（6）趨勢曲線(xiàn)圖
4 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，本文介紹了Acrel-2000電力監控系統在福建星網(wǎng)銳捷的實(shí)行，可以實(shí)現對變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。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，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，為企業(yè)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的經(jīng)濟效益。［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
