安科瑞 周菁
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰
摘要
介紹西恩溫泉奧特萊斯電力監控系統，采用AM4微機保護裝置采集配電現場(chǎng)10kV高壓柜的各種電參量和開(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：西恩溫泉奧特萊斯;微機綜保;10kV;Acrel-2000型;電力監控系統
0概述
西安西恩溫泉奧特萊斯文化旅游有限公司，北鄰西潼高速，南居鳳凰大道，東西以芷陽(yáng)二路、三路為界，經(jīng)營(yíng)面積逾5萬(wàn)平米，是西安臨潼國家旅游休閑區建設項目，項目離西安主城區直線(xiàn)距離20公里，30分鐘車(chē)程，占地面積157.04畝，分兩期開(kāi)發(fā)，一期用地91.68畝，項目將建成歐式小鎮使用面積達7萬(wàn)平方米，270間商鋪，1500個(gè)停車(chē)位，可輻射全西安至周邊城市，依托臨潼每年1000萬(wàn)游客，打造真正的奧特萊斯度假村。
本項目為西恩溫泉奧特萊斯項目新建的變電所。根據配電系統管理的要求，需要對廠(chǎng)區變電所內的高壓進(jìn)出線(xiàn)進(jìn)行電力監控，以保證用電的安全、可靠和。本項目共有兩個(gè)變配電室，其中需要做監控的9臺10KV高壓柜位于一號變配電室，9臺10KV高壓柜共有一臺10KV進(jìn)線(xiàn)柜，一臺計量柜，一臺PT柜，六臺出線(xiàn)柜。共配置AM4-U一臺，AM4-I七臺，分為兩條RS485總線(xiàn)接入到電力監控系統，系統主機安裝在一號配電室隔壁的值班室。
Acrel-2000型電力監控系統，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。
1 系統結構描述
本監控系統主要實(shí)現對西恩溫泉奧特萊斯項目的10kV配電系統進(jìn)行用電監測；監測范圍為新建變電所8臺高壓柜上安裝的AM4微機綜保，對綜保進(jìn)行遠程實(shí)時(shí)監控。該系統總計有8臺微機綜保（其中包括1臺AM4-U，7臺AM4-I），分2條總線(xiàn)，都是直接通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)走電纜溝拉至值班室連接到型號為Nport5232I的串口服務(wù)器的串口上，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：
拓撲結構圖
間隔設備層：AM4型號的微機綜保。這些微機綜保分別安裝在10kV進(jìn)線(xiàn)柜、PT柜、出線(xiàn)柜上，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：MOXA的Nport5232I串口服務(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)。
微機綜保采用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6臺微機綜保，大傳輸距離為1.2km。
2 電力監控系統主要功能
2.1 數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由安裝在高壓柜上的AM4型號微機綜保完成，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括：各回路的電參量信息，以及配電回路開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)，接地刀閘狀態(tài)及相關(guān)故障、告警信號等數據。
數據處理主要是把按要求采集到的數據實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。
2.2 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，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續記錄顯示等。
2.3 故障報警及事故追憶
在配電系統發(fā)生運行故障時(shí)，會(huì )及時(shí)發(fā)出聲報警提示用戶(hù)及時(shí)響應故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱(chēng)，以便用戶(hù)查詢(xún)，追憶故障原因。
2.4 數據庫建立與查詢(xún)
主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。
2.5 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。
2.6 運行負荷曲線(xiàn)
負荷趨勢曲線(xiàn)功能主要負責定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流和功率負荷參量，自動(dòng)生成運行負荷趨勢曲線(xiàn)的，方便用戶(hù)及時(shí)了解設備的運行負荷狀況。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；可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)或歷史趨勢線(xiàn)；對所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶。
3 電力監控系統的設計
在監控系統的設計中，要充分考慮客戶(hù)的實(shí)際需求，以及電力系統的實(shí)際結構、電力系統的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時(shí)也有利于系統功能的實(shí)現。
西恩溫泉奧特萊斯項目需要對10kV配電系統進(jìn)行用電監測；監測范圍為新建變電所8臺高壓柜上安裝的AM4微機綜保。本項目的電力監控系統能夠及時(shí)的顯示各個(gè)10kV配電柜的運作狀態(tài)，當某一回路的用電負載越標時(shí)，電力監控系統能夠迅速報警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線(xiàn)圖等統計信息，便于有關(guān)人員分析各部分的用電狀況，保證人員的生命安全，提高值班人員的工作效率。
實(shí)時(shí)畫(huà)面見(jiàn)下圖，為系統主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測高壓回路的運行狀態(tài)，以配電一次干線(xiàn)圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的分布情況，同時(shí)將實(shí)時(shí)采集的各回路的電參量信息，以及配電回路開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)，接地刀閘狀態(tài)及相關(guān)故障、告警信號，實(shí)時(shí)顯示在系統界面中。紅色代表合閘，綠色代表分閘，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。同時(shí)在管理員權限之下可以遠程進(jìn)行高壓斷路器的分合閘控制。
高壓系統一次圖
電力監控系統的數據記錄功能主要就是對斷路器分合狀態(tài)以及保護動(dòng)作的前后順序進(jìn)行記錄，它要求系統中有足夠的內存空間，進(jìn)而長(cháng)時(shí)間的、大量的對數據信息進(jìn)行記錄和存儲。其次，電力監控系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數據進(jìn)行記錄存儲。由此可見(jiàn)，數據記錄功能可以通過(guò)對保護裝置工作狀態(tài)的記錄，以及對故障信息的記錄，準確的反映出系統中存在的問(wèn)題，從而便于工作人員解決。
系統具有對實(shí)時(shí)電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數據、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數據庫。在監控畫(huà)面中能夠自定義需要查詢(xún)的參數、查詢(xún)的時(shí)間段或選擇查詢(xún)近更新的記錄數等，并通過(guò)報表方式顯示出來(lái)。該功能方便用戶(hù)進(jìn)行事故追溯查詢(xún)。
電參量報表
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。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。
通訊結構示意圖
負荷曲線(xiàn)，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。
4 結束語(yǔ)
綜上所述，電力監控系統幫助用電單位提率、減少損失、降低運營(yíng)成本，電力監控系統能夠確保電網(wǎng)管理效率、縮小電力運營(yíng)成本，也成為供配電設計中*的重要組成部分。電力監控系統的通信、故障報警、數據存儲記錄等功能使得工作人員在實(shí)際工作中更加方便，可以通過(guò)人機操作界面, 直接了解到電力系統的運行狀態(tài),并能迅速傳遞出操作指令，由于監控設備對數據的傳遞都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸來(lái)實(shí)現，因此，不同的電力監控系統可以設計不同的組網(wǎng)方式,確保數據信息能夠迅速、的進(jìn)行傳輸。另一方面，在供配電設計中運用電力監控系統，應該根據實(shí)際情況選擇監控設備。一般的電力監控系統通常都采用具有遠程通信、遠程觀(guān)測以及遠程控制等功能的設備，而一些電力監控系統則需要選擇功能更加齊全的智能設備。
Acrel-2000電力監控系統在西恩溫泉奧特萊斯項 目的應用，可以實(shí)現對變電所高壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，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。
參考文獻：
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