電力監(jiān)控系統(tǒng)在工廠變電所的應(yīng)用

時間：2014-03-04作者：安科瑞電氣合肥有限公司瀏覽：86

摘要：介紹蘇州軸承廠有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表和微機保護裝置采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：蘇州軸承廠有限公司;變電所;智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)

概述
        蘇州軸承廠有限公司地處長江三角洲，太湖之濱，美麗的工業(yè)城市蘇州市，北靠長江，南通浙江，東鄰上海，西至太湖，交通方便,地理經(jīng)濟條件得天*厚。其前身為國營蘇州軸承廠。成立于1958年，是原機械軸承行業(yè)骨干企業(yè)，國有大型企業(yè)。03年4月改制成為以自然人為主體的股份制企業(yè)，是江蘇省**企業(yè)，是全國生產(chǎn)滾針、滾針軸承較大的**化公司。
        本項目為蘇州軸承廠有限公司新建的變電所。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對廠區(qū)變電所內(nèi)的高壓進線、低壓配出線進行電力監(jiān)控，以**用電的安全、**和*。
        Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的較新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個**的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。
 
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述        
        本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)蘇州軸承廠有限公司的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)測與電能管理；監(jiān)測范圍為新建變電所的T1、T2變壓器進線柜，聯(lián)絡(luò)柜，溫控儀，高壓側(cè)儀表及綜保進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。該系統(tǒng)總計有31只儀表（其中包括26只ACR220E，3只ABB，2只溫控儀），分3條總線，都是直接通過屏蔽雙絞線走管道拉至值班室連接到主機擴展卡上，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。
        本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1） 
        間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
        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(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
        站控管理層：設(shè)有**工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
        以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；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(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)較高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設(shè)備，較大傳輸距離為1.2km。
 
2 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
        2.1 數(shù)據(jù)采集與處理
        數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
        數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
        2.2 人機交互
        系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。
        2.3 歷時事件
        歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
        2.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
        主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
        2.5 用戶權(quán)限管理
        針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，**運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。
        2.6 運行負荷曲線
        負荷趨勢曲線功能主要負責(zé)定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨
勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
        2.7 遠程報表查詢
        報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
        報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。
       
3 案例分析
        蘇州軸承廠有限公司的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)測與電能管理；監(jiān)測范圍為新建變電所的T1、T2變壓器進線柜，聯(lián)絡(luò)柜，溫控儀，高壓側(cè)儀表及綜保進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。
        進線回路采用ACR230ELH多功能諧波儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度、并可監(jiān)測電壓、電流的2-31次諧波分量等多種電參量。并且本儀表帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。 
        重要配出回路采用ACR220EFLK系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表，該儀表主要完成三相電流、三相電壓、有功電度的測量、復(fù)費率電能的計量以及開關(guān)信號的檢測和繼電器遙控輸出。^［1］
        高壓側(cè)實時畫面見圖（2），為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測高壓回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘，斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。本項目10KV高壓段采用ABB REF615保護器，軟件界面實時顯示綜保的運行狀態(tài)，實時顯示綜保的測量參數(shù)。
圖（2） 高壓系統(tǒng)一次圖
        低壓配電二次圖見圖（3），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。
圖（3） 低壓配電二次圖 
        參數(shù)抄表功能，主要完成對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢供變電所2臺變壓器出線各低壓回路的電參數(shù)，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(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）。
 
 圖（4） 參數(shù)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(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了****的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（5）。
 
圖（5） 電能報表
        系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（6）。
 
圖（6）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖
        負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)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。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（7）。
 
圖（7）趨勢曲線圖
 
4 結(jié)束語
        隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地**工程項目、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在蘇州軸承廠有限公司的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實時監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)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框及語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運行安全、**、穩(wěn)定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實**的依據(jù)，**了較好的社會效益。^［2］
 
參考文獻：
[1].任致程周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
 

安科瑞電氣合肥有限公司專注于互感器,智能電測儀表,電動機保護器,光伏匯流箱,網(wǎng)絡(luò)電力儀表,火災(zāi)監(jiān)控裝置,電能計量表等

• 詞條

  詞條說明

• 皖能合肥電廠電能量計量管理系統(tǒng)設(shè)計方案

  摘要：隨著電力工業(yè)的**發(fā)展和地區(qū)對發(fā)電企業(yè)節(jié)能減排的力度加大，電能量的產(chǎn)出和投入比已成為衡量現(xiàn)代化**電廠的重要指標。電能管理軟件的應(yīng)用大大提高了電能量的利用效率和管理水平，本文介紹基于網(wǎng)絡(luò)電力儀表的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在合肥電廠電能管理中的應(yīng)用，系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化電能管理。 關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；電能管理 ? 0 引

• 電能管理系統(tǒng)在惠氏公司的應(yīng)用

  摘要：介紹惠氏營養(yǎng)品（中國）有限公司電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和三相電壓電流的2-31次諧波。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并且經(jīng)并入惠氏營養(yǎng)品公司內(nèi)部局域網(wǎng)遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)測和電能管理。 ? ? 關(guān)鍵詞：惠氏營養(yǎng)品（中國）有限公司;變電所;智能電力儀表;Acrel

• Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為上海東方電視臺電力的**運行保駕**

  摘要：通過對上海東方電視臺90年代初配電系統(tǒng)的改造，將各配電柜安裝的機械式電度表、電流表、電壓表較新成帶通訊遠傳功能的智能電力儀表ACR220ELH、AMC16-1I9、ARTU-K32,將原有靜態(tài)模擬屏較新成可與配電系統(tǒng)狀態(tài)同步的動態(tài)模擬屏，上位監(jiān)控軟件使用Acrel-2000安科瑞電力監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)，完成了一套具有實時電力參數(shù)采集、配電回路狀態(tài)監(jiān)測、遙信遙測及故障分析報警等功能的現(xiàn)代化智能

• ACREL-2000型配電監(jiān)控系統(tǒng)在溫州喜來登大酒店的應(yīng)用

  摘??? 要：介紹安科瑞的智能儀表和ACREL-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)在智能樓宇工程中的應(yīng)用，現(xiàn)場層采用ACR系列及PZ系列儀表采集配電系統(tǒng)各回路電參量，采用ARTU-K32系列多回路遙信裝置采集開關(guān)信號；現(xiàn)場儀表經(jīng)通訊組網(wǎng)后遠傳至后臺電力監(jiān)控系統(tǒng)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)遠程遙測、遙信自動化監(jiān)測，從而實現(xiàn)變配電系統(tǒng)的自動化管理。 關(guān)鍵詞：溫州喜來