工控自動化技術文摘：Acrel-2000電力監控係統在青島橡膠穀的應用

摘要：本文介紹基於Acrel-2000電(dian)力(li)監(jian)控(kong)軟(ruan)件(jian)和(he)網(wang)絡(luo)電(dian)力(li)儀(yi)表(biao)而(er)設(she)計(ji)實(shi)現(xian)的(de)一(yi)套(tao)分(fen)散(san)式(shi)采(cai)集(ji)和(he)集(ji)中(zhong)控(kong)製(zhi)管(guan)理(li)的(de)配(pei)電(dian)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)，係(xi)統(tong)實(shi)現(xian)了(le)微(wei)機(ji)在(zai)配(pei)電(dian)室(shi)中(zhong)無(wu)人(ren)管(guan)理(li)的(de)功(gong)能(neng)，省(sheng)去(qu)了(le)值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)現(xian)場(chang)操(cao)作(zuo)的(de)無(wu)序(xu)性(xing)，提(ti)高(gao)了(le)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)和(he)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)，具(ju)有(you)簡(jian)明(ming)實(shi)用(yong)、投資少等優點。

目前，供配電產業的發展及可靠性對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用,全國各地重點工程項目、標誌性建築/大型公共設施等大麵積用戶的急劇增加，對供配電係統的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響範圍提出了更高的要求。

　安科瑞的Acrel-2000型電力監控係統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為係統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控製提供了基礎平台。該電力監控係統可以提供“監控一體化”的整體解決方案，主要包括實時曆史數據庫AcrSpace、工業自動化組態軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

中國橡膠穀總麵積3000多畝，其中核心區500多畝，規劃建築麵積近100萬平方米，以鄭州路為軸線，向科技大學四周輻射。中國橡膠穀由橡膠化工原材料、輪胎、製品、化工橡膠機械、機電電子等相關製造類企業的貿易公司及相關技術服務型企業、各類服務機構相融共生而成，將形成貿易、技術、人才、文化高度集聚的橡膠行業生態圈。

青島橡膠穀一期工程由一路10kV市電供電，通過2台800kVA變壓器（T1、T2）和1台1600kVA變壓器（T3）降壓至0.4kV後通過低壓配電櫃送出至園區各處負載，橡膠穀一期配電室共有10kV配電櫃5麵，0.4kV配電櫃28麵，高、低壓回路共計115個，其中10kV避雷器櫃上無監控裝置，所以本係統監控114個回路的工作狀態。T1、T2變壓器回路間設有母聯，並備有一台800kVA柴油發電機在應急狀態下為一些重要回路供電， T3變壓器回路則單獨使用。

10kV回路的進線和饋線配有南京南瑞繼保的保護裝置，采集10kV回路的常規電參量和開關量狀態；0.4kV進線和母聯回路裝有安科瑞ACR330ELH電網質量分析儀，采集回路的常規電參量、四象限電度和電網質量參數；0.4kV饋線回路裝有PZ80L係列多功能電力儀表，采集回路的常規電參量和四象限電度[1]。此外，所有0.4kV饋線回路使用珠海派諾的八路漏電監測儀表進行剩餘電流監測。本係統將上述所有133台電力儀表納入監控範圍。

因yin青qing島dao的de配pei電dian係xi統tong自zi動dong化hua起qi步bu較jiao晚wan，電dian力li監jian控kong係xi統tong所suo有you功gong能neng均jun由you上shang海hai安an科ke瑞rui電dian氣qi股gu份fen有you限xian公gong司si設she計ji並bing提ti交jiao，業ye主zhu僅jin根gen據ju配pei電dian室shi值zhi班ban經jing驗yan在zai係xi統tong軟ruan件jian功gong能neng界jie麵mian的de細xi節jie上shang提ti出chu要yao求qiu。

為wei滿man足zu配pei電dian室shi統tong一yi監jian控kong的de要yao求qiu，配pei電dian室shi現xian場chang安an裝zhuang安an科ke瑞rui公gong司si網wang絡luo電dian力li儀yi表biao通tong過guo屏ping蔽bi雙shuang絞jiao線xian手shou拉la手shou相xiang連lian至zhi串chuan口kou服fu務wu器qi，串chuan口kou服fu務wu器qi經jing網wang絡luo交jiao換huan機ji進jin而er傳chuan輸shu至zhi後hou台tai主zhu機ji實shi現xian對dui現xian場chang數shu據ju的de采cai集ji，存cun儲chu，處chu理li，實shi時shi顯xian示shi以yi及ji曆li史shi查zha詢xun

現場設備層設備為133台電力儀表。這些設備分別根據設計要求安裝在相應的配電回路上。通過RS-485接口實現與上位機係統的數據交互。多功能表和漏電儀表的通訊規約為Modbus-RTU，保護裝置的通訊規約為IEC60870-5-103;通訊管理層由2台Nport-5630串口服務器和1台交換機構成，實際工程中使用了8個485串口，剩下8個串口備用。串口服務器將RS-485總線協議轉換為工業以太網協議，通過TCP/IP與站控管理層主機相連，構建數據鏈路。通訊管理層設備均安裝在電氣值班室的值班人員操作台中，與站控管理層設備安裝在一起; 站控管理層設備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作台中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監控係統軟件實現對現場儀表數據的采集、處理以及各種人機交互功能,具體設備如下表：

4.1配電監測：如圖1所示，配電監測模塊下可查詢1#變壓器、2#變壓器、3#變壓器、10kV回(hui)路(lu)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)和(he)所(suo)有(you)儀(yi)表(biao)的(de)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)過(guo)儀(yi)表(biao)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)圖(tu)可(ke)以(yi)查(zha)看(kan)當(dang)前(qian)所(suo)有(you)儀(yi)表(biao)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)。低(di)壓(ya)多(duo)功(gong)能(neng)儀(yi)表(biao)未(wei)配(pei)置(zhi)開(kai)關(guan)量(liang)采(cai)集(ji)功(gong)能(neng)，因(yin)儀(yi)表(biao)的(de)輔(fu)助(zhu)電(dian)源(yuan)線(xian)取(qu)自(zi)該(gai)回(hui)路(lu)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)下(xia)端(duan)，所(suo)以(yi)儀(yi)表(biao)的(de)通(tong)訊(xun)狀(zhuang)態(tai)同(tong)時(shi)也(ye)表(biao)征(zheng)了(le)該(gai)回(hui)路(lu)的(de)分(fen)合(he)閘(zha)狀(zhuang)態(tai)。

4.2配電係統一次示意圖：10kV和0.4kV配電室配電回路運行狀態使用一次圖形式顯示，10kV回路采集並顯示三相電壓、電流、功率以及分合閘狀態，手車狀態，故障報警狀態（青島地區10kV配電係統不使用接地刀）；采集並顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯或發電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數和頻率；各饋線回路的三相電流和剩餘電流。界麵標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權限的用戶修改。10kV回路界麵如圖2所示；0.4kV回路界麵如圖3所示：

4.3報表功能：通過報表功能可以查詢任意時刻主要回路的全常規電參量數據、低壓回路的用電量、diyakuixianhuiludeloudianliuzhihepeidianxianlanwenduzhi。yonghuzhuyaoguanzhudeshiyongdianliangbaobiaoheshengyudianliubaobiao，yongdianliangbaobiaoyongyuduizuhujinxingdianfeishoufeijiliangyijiyugongdianjushujuheduihoujinxingchengbenhesuan，rutu3所示；剩餘電流監測在青島起步較晚，影響用電安全，因此用戶也較感興趣，如圖4所示。

4.4事故報警和追憶：電力監控係統定義了所有配電回路過負荷、低壓回路剩餘電流過大及10kV回路開關量變位實時報警和曆史報警查詢等功能，如圖5所示，列表中列出報警發生和恢複的時間、回路名稱、回路編號、數據點、報警內容和報警值等數據，可見某些回路剩餘電流值超標較嚴重。

本ben係xi統tong先xian完wan成cheng低di壓ya部bu分fen的de係xi統tong集ji成cheng，後hou根gen據ju業ye主zhu要yao求qiu追zhui加jia高gao壓ya部bu分fen。在zai與yu業ye主zhu約yue定ding的de時shi間jian段duan內nei對dui高gao壓ya部bu分fen停ting電dian施shi工gong時shi，有you部bu分fen租zu戶hu未wei收shou到dao停ting電dian通tong知zhi，因yin此ci投tou訴su了le管guan理li公gong司si，使shi本ben來lai2小時的停電時間被壓縮到僅有半小時，所幸時間勉強足夠施工人員鋪設保護裝置的通訊總線。南瑞繼保的RCS9611C、RCS9621C保護裝置在自檢壓板閉合的狀態下，不具備103規(gui)約(yue)主(zhu)動(dong)上(shang)傳(chuan)遙(yao)測(ce)遙(yao)信(xin)數(shu)據(ju)的(de)功(gong)能(neng)，電(dian)氣(qi)安(an)裝(zhuang)公(gong)司(si)在(zai)安(an)裝(zhuang)調(tiao)試(shi)時(shi)未(wei)測(ce)試(shi)通(tong)訊(xun)功(gong)能(neng)，導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)調(tiao)試(shi)時(shi)無(wu)法(fa)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)。經(jing)多(duo)次(ci)與(yu)南(nan)瑞(rui)繼(ji)保(bao)的(de)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)溝(gou)通(tong)後(hou)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)所(suo)在(zai)，斷(duan)開(kai)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)的(de)自(zi)檢(jian)壓(ya)板(ban)後(hou)通(tong)訊(xun)正(zheng)常(chang)。

因部分儀表LED麵板上顯示的二次側累計電度，導致值班人員每月均需要對抄表數據進行CT變bian比bi換huan算suan，經jing由you本ben係xi統tong軟ruan件jian的de報bao表biao功gong能neng，可ke以yi直zhi接jie查zha詢xun月yue一yi次ci用yong電dian量liang，無wu需xu轉zhuan換huan。此ci外wai，曾zeng發fa生sheng過guo值zhi班ban人ren員yuan抄chao表biao時shi遺yi漏lou電dian度du高gao位wei，導dao致zhi該gai月yue物wu業ye管guan理li公gong司si少shao收shou約yue3000元電費，本係統投運後杜絕了此類人為失誤造成經濟損失的可能。按照規範，低壓回路自然剩餘電流值一般不超過500mA，據剩餘電流報表顯示，橡膠穀一期多個回路剩餘電流超過3A，由物業管理公司持報表聯係電氣安裝公司查線，整改了多處，但仍有2~3個回路剩餘電流過大未解決。

電力監控係統在調試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線存在的問題，明確了整改方向，保障了橡膠穀配電係統今後的穩定運行。本係統自2012年2月投產後，電能計量與供電局數據匹配度高，得到了用戶的好評，並已著手就橡膠穀二期工程的合作進行洽談。