中墾乳業(yè)年產(chǎn)30萬(wàn)噸乳制品加工基地建設項目電力監控系統的設計及應用

摘要：采用ACR及PZ系列多功能電力儀表、采集變電所內0.4KV低壓配電回路現場(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)現配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

1. 概述 

中墾乳業(yè)（陜西）有限公司年產(chǎn)30萬(wàn)噸乳制品加工基地建設項目位于陜西省渭南市經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區。本期為聯(lián)合生產(chǎn)車(chē)間工程，現場(chǎng)為一間變配電室，監控主機位于聯(lián)合生產(chǎn)車(chē)間配電室內。

1. 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對現場(chǎng)的0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。

數據采集

自動(dòng)采集現場(chǎng)所有0.4KV回路ACR及PZ系列多功能儀表的模擬量數據。

支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。

支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。

數據實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線(xiàn)圖直觀(guān)顯示模式，各回路故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。

數據查詢(xún)與展示

要求能方便實(shí)現各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)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(xún)。

數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權限管理

要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能*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(hù)安全控制機制，能使應用環(huán)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。

故障報警

故障判斷與報警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括現場(chǎng)多功能儀表與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握中墾乳業(yè)（陜西）有限公司變電所配電回路的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，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系統根據中墾乳業(yè)（陜西）有限公司變電所現場(chǎng)實(shí)際情況，3塊安科瑞ACR330ELH型號儀表，9塊ACR220EL型號儀表，14塊PZ96L-E4型號儀表，51塊PZ80L-E4型號儀表采用屏蔽雙絞線(xiàn)分5根總線(xiàn)直接接至監控室操作臺內的協(xié)議轉換器AF-232TO485上，保障了變電所電力監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

系統結構拓撲圖

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。在中墾乳業(yè)（陜西）有限公司變電所項目中主要指置于聯(lián)合生產(chǎn)車(chē)間配電室的監控主機。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

通訊層主要是由以總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成?？偩€(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現現場(chǎng)低壓多功能儀表與站控管理層之間的數據交互，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，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0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

低壓電力儀表現場(chǎng)連接示意

現場(chǎng)低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線(xiàn)路連接示意圖

3  系統功能

配電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測中墾乳業(yè)（陜西）有限公司變電所內所有配電回路的運行狀態(tài)。在系統圖中可以直觀(guān)的看到低壓進(jìn)出線(xiàn)回路的運行參數和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率等。如下圖所示：

 配電室一次系統圖

歷史曲線(xiàn)查詢(xún)功能，主要對低壓配電各回路的歷史電流趨勢曲線(xiàn)進(jìn)行查詢(xún)。

電流趨勢曲線(xiàn)

用電量報表功能，可查詢(xún)各回路用能日月年報表，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。如下圖所示，用戶(hù)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(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，綠色表示通訊異常。

通訊結構示意圖

4  結束語(yǔ)

在當今配電設施的應用中，工業(yè)建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在中墾乳業(yè)（陜西）有限公司變電所項目的應用，可以實(shí)現對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內0.4KV低壓配電進(jìn)出線(xiàn)回路的運行狀態(tài)，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了大型公共建筑的用電可靠度。

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