無錫港龍20KV變電所工程項目 電力監控係統的設計與應用

簡婷

韦德1946网址，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹無錫港龍20KV變電所工程項目，現場采用智能電力儀(yi) 表、采集配電現場的各種電參量、開關(guan) 信號。係統采用現場就地組網的方式，組網後通過現場總線通訊並遠傳(chuan) 至後台，通過Acrel-2000型電力監控係統實現配電間配電回路及配電房回路用電的實時監控和管理。

關(guan) 鍵詞：配電間;智能電力儀(yi) 表;Acrel-2000;電力監控係統

0概述 

        本次項目主要涉及無錫港龍20KV變電所工程項目中的配電房進出線內(nei) 的多功能電表，其中值班室置於(yu) 監控值班室。

1需求分析

       為(wei) 保證生產(chan) 管理用電負荷的統計與(yu) 分析及對危險源實時監控。需要對項目現場的配電室等電氣設備進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關(guan) 人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與(yu) 時間，方便用戶找出非正常用電回路並且及時進行整改，建立電能多級計量體(ti) 係提供用能分析依據。

       本技術條件適用於(yu) 無錫港龍20KV變電所工程項目配電房。供方產(chan) 品應具有高安全性與(yu) 可靠性、易於(yu) 擴展、便於(yu) 維修與(yu) 維護。供方提供的產(chan) 品應至少滿足本技術條件，但不僅(jin) 限於(yu) 此，其技術性能應滿足對配電房數據監控的要求。

數據采集

       自動采集現場所有電量儀(yi) 表的模擬量數據，自動采集現場開關(guan) 狀態以及故障狀態等開關(guan) 量數據。

       支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鍾～24小時）。

       支持數據傳(chuan) 輸正確性檢驗，異常數據自動處理。

       支持多線程處理機製，提高數據采集效率，能同時對多個(ge) 設備進行數據采集。

       數據實時顯示采用配電箱主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guan) 斷合以及故障狀態直觀可見。

數據分析與(yu) 處理

       數據的綜合統計、分析需要實現以下功能：

       各設備用電數據小時、日、月、年等時間段內(nei) 的統計、計算。

       各設備的用電負荷（有功、無功）大、小、平均值計算。

       統計各分站及整體(ti) 的用電量（有功、無功）。

數據查詢與(yu) 展示

       要求能方便實現客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界麵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和對比分析，各類統計分析的數據可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。

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

       操作層具備用能分析、累計用量、實時監測、運行記錄及比例、對比、對標分析等功能。

       管理層具備用能數據統計和分析、分類分項的對比、對標分析等功能。

       決(jue) 策層具備用能數據分析、數據刪除、數據庫導入/導出等功能。

權限管理

       要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體(ti) 檔案記錄、數據記錄等。

       係統要求具備合理完善的用戶安全控製機製，能使應用環境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟(diu) 失、失竊和破壞。

節能改造及效果評估

       要求為(wei) 生產(chan) 節能改造提供數據支撐，並能提供節能改造前後的效果評估。

參數設置

       可通過采集櫃設置各回路互感器變比，各種電流電壓保護整定值。

       故障判斷與(yu) 報警具有故障自動判斷並采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guan) 故障，電壓、電流超限，現場采集模塊通訊故障，與(yu) 監控係統通訊故障等。報警時間自動記入係統數據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握變配電站實時運行狀態，發現變配電運行故障並作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力係統安全性、可靠性。

2  係統方案

       安科瑞Acrel-2000係統根據無錫港龍20KV變電所工程項目的現場實際情況，整體(ti) 網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至樓層的對應的數據采集器然後通過網線直接接至監控主機，保障了電力監控係統傳(chuan) 輸的穩定性與(yu) 實時性。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

       現場共計10台高壓綜合保護儀(yi) 表通過RS485總線接至配電房的通訊管理機，通訊管理機通過網絡連接到監控主機實現總線上儀(yi) 表與(yu) 監控主機的數據連通。

1）站控管理層

       站控管理層針對電力監控係統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在無錫港龍20KV變電所工程項目中主要指置於(yu) 配電房的監控主機。

2）網絡通訊層

       通訊層主要是由N2S16-485I-ETS工業(ye) 串口服務器兩(liang) 台、以太網設備及總線網絡組成。串口服務器主要功能是監測現場智能儀(yi) 表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與(yu) 主站之間的數據交互，使配電係統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電係統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

       現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀(yi) 表組成，智能儀(yi) 表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控製。

智能儀(yi) 表現場連接示意

       現場儀(yi) 表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀(yi) 表數量在20隻左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然後將數據上傳(chuan) 至串口服務器，進而將數據上傳(chuan) 至當地監控終端。具體(ti) 連接示意圖如下所示：

3  係統功能

       變電所實時監控係統圖為(wei) 主監控畫麵，主要實時監測變電所所有回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在係統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到變壓器出線側(ce) 的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所示：

係統一次圖

       遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guan) 運行狀態和負載進線監控，對開關(guan) 變位和負載越限彈出報警界麵指示具體(ti) 的報警位置並聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備曆史查詢功能，如下圖所示：

 報警功能曆史查詢

       事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nei) 出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為(wei) 值班人員提供依據並且分析事故發生的原因，如下圖所示：

       參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢一科大廈樓層配電箱進出線各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關(guan) 聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示

電參數抄表

       用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為(wei) 值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關(guan) 聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示辦公樓實驗樓配電回路的精確用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

       係統通訊結構示意圖，主要顯示係統的組網結構，係統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為(wei) 變電所通訊狀態示意圖。

通訊結構示意圖

       負荷趨勢曲線界麵中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和曆史趨勢曲線，點擊畫麵相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為(wei) 分析整個(ge) 係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

4  結束語

       在當今配電設施的應用中，工業(ye) 項目的配電安全性至關(guan) 重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控係統在無錫港龍20KV變電所工程項目的應用，可以實現對配電間出線供配電回路用電的實時監控，不僅(jin) 能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與(yu) 串口服務器、計算機等組成電力監控係統。係統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示配電間內(nei) 各配電回路的運行狀態，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，並生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便於(yu) 電能的遠程抄表以及分析、研究，該係統運行安全、可靠、穩定，為(wei) 工業(ye) 項目解決(jue) 用電問題提供了安全可靠的依據，取得了較好的企業(ye) 效益。

參考文獻：

[1]《電力電測數字儀(yi) 表原理與(yu) 應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監控係統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風

[3]《電力監控運用於(yu) 10kv供配電設計》，姚強，科技天地

作者簡介：

簡婷，女，本科  韦德1946网址，主要研究方向為(wei) 智能電網供配電。