間隔設備層主要為:多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內,這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現場MODBUS總線組網通訊,實現數據現場采集。
網絡通訊層主要為:通訊服務器,其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集,同時遠傳至站控層,完成現場層和站控層之間的數據交互。
站控管理層:設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控係統安裝在計算機上,集中采集顯示現場設備運行狀況,以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議,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、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據,數據最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合,抗噪聲幹擾能力增強,總線上允許連接多達32個設備,最大傳輸距離為1.2km。
2 電力監控係統主要功能
2.1 數據采集與處理
數據采集是配電監控的基礎,數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成,實現遠程數據的本地實時顯示。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COSφ、電度EPI、諧波量、遠程設備運行狀態等數據。
數shu據ju處chu理li主zhu要yao是shi把ba按an要yao求qiu采cai集ji到dao的de電dian參can量liang實shi時shi準zhun確que的de顯xian示shi給gei用yong戶hu,達da到dao配pei電dian監jian控kong的de自zi動dong化hua化hua和he智zhi能neng化hua要yao求qiu,同tong時shi把ba采cai集ji到dao的de數shu據ju存cun入ru數shu據ju庫ku供gong用yong戶hu查zha詢xun。
2.2 人機交互
係統提供簡單、易用、良好的用戶使用界麵。采用全中文界麵,CAD圖形顯示低壓配電係統電氣一次主接線圖,顯示配電係統設備狀態及相應實時運行參;畫麵實時動態刷新;模擬量顯示;開關量顯示;連續記錄顯示等。
2.3 曆時事件
曆時事件查看界麵主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、yuexianjilutigongfangbianyouhaoderenjijiaohu,tongguolishishijianzhakanpingtai,ninkeyigenjuzijideyaoqiuhezhaxuntiaojianfangbiandingweininsuoyaozhakandelishishijian,weininbawozhenggexitongdeyunxingqingkuangtigonglelianghaoderuanjianzhichi。
2.4 數據庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集,並且建立數據庫,定期生成報表,以供用戶查詢打印。
2.5 用戶權限管理
針zhen對dui不bu同tong級ji別bie的de用yong戶hu,設she置zhi不bu同tong的de權quan限xian組zu,防fang止zhi因yin人ren為wei誤wu操cao作zuo給gei生sheng產chan,生sheng活huo帶dai來lai的de損sun失shi,實shi現xian配pei電dian係xi統tong的de安an全quan,可ke靠kao運yun行xing。可ke以yi通tong過guo用yong戶hu管guan理li進jin行xing用yong戶hu登deng錄lu、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對賬號和權限的修改。
2.6 運行負荷曲線
fuhequshiquxiangongnengzhuyaofuzedingshicaijijinxianjizhongyaohuiludianliuhegonglvfuhecanliang,zidongshengchengyunxingfuhequshiquxiande,fangbianyonghujishilejieshebeideyunxingfuhezhuangkuang。dianjihuamianxiangyinganniuhuocaidanxiangkeyiwanchengxiangyinggongnengdeqiehuan;可以查看實時趨勢曲線或曆史趨勢線;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,為分析整個係統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用戶的需要設計報表樣式,把係統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據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。
報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計,數據導出和報表打印等功能。
3 案例分析
3.1 客戶要求
中國建設銀行股份有限公司雲南分行本部變電所的0.4kV配電係統進行用電監測與電能管理;監測範圍為地下B2變電所改造的T1、T2變壓器聯絡櫃、母聯櫃、電容補償櫃、變壓器相間溫度、配電室溫濕度、發電機溫濕度,饋線櫃側儀表進行遠程實時監控和電能管理。
客戶提供的配電室電力監測需求表(列舉):
v 諧波報表功能,下圖是客戶要求實現的數據顯示,主要完成對低壓出線回路的諧波分量統計,為值班人員提供了直觀、精確、可靠的電網質量報表。

v 機房環境、變壓器相間溫度報表功能,下圖是客戶要求實現的數據顯示,主要完發電機房和配電室溫濕度統計,變壓器相間溫度風機啟停的檢測。

v 機房環境、變壓器相間溫度報表功能,下圖是客戶要求實現的數據顯示,主要完發電機房和配電室溫濕度統計,變壓器相間溫度風機啟停的檢測。

v 客戶對報表的要求:對各回路的電流、電壓、功率、功率因數、2-31各次諧波分量、相間溫度℃,發電機房和配電室溫濕度做相應的報表並支持查詢曆史數據打印功能,用餅圖的形式顯示四個中心機房的負載率。
3.2 針對本項目軟件實現功能
本改造項目中部分低壓出線回路采用北京愛博II 50多功能網絡電力儀表,兩個變壓器采用LD-B10-10F溫度巡檢儀,配電室和發電機房采用HD 30溫濕度儀表,其是針對電力係統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表,它能測量所有常規電力參數,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、無功電度、諧波量等多種電參量。該係列網絡電力儀表主要應用於變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理係統及智能建築等領域。
1#主變壓器一次圖見圖(1),功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數,電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態,主要包括:開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警。

參數抄表功能,主要完成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。該報表查詢供變電所2台變壓器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聯,方便用戶修改回路名稱。見圖(2)。

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leijizhaxun,jubeishujudaochuhebaobiaodayindenggongneng。weizhibanrenyuantigonglejingquekekaodediannengbaobiao。gaibaobiaogehuilumingchengheshujukuguanlian,fangbianyonghuxiugaihuilumingcheng。 見圖(3)。

電能年、月、日報表功能,主要完成對低壓出線回路的電能進線年、月、日統計,還配電能餅圖,為值班人員提供了直觀、精確、可靠的年、月、日報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯,方便用戶修改回路名稱,具備數據導出和報表打印等功能。見圖(4)和圖(5)。


諧波報表功能,主要完成對低壓出線回路的諧波分量統計,為值班人員提供了直觀、精確、可靠的電網質量報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯,方便用戶修改回路名稱,具備數據導出、曆史數據查詢和報表打印等功能。見圖(6)。

機房環境、變壓器相間溫度報表功能,左圖是客戶要求右圖是軟件實現的,主要完發電機房和配電室溫濕度統計,變壓器相間溫度風機啟停的檢測。為值班人員提供了直觀、精確、可靠的變壓器運行情況和機房環境報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯,方便用戶修改回路名稱,具備數據導出、曆史數據查詢和報表打印等功能。見圖(7)和圖(8)。


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。見圖(9)。

負fu荷he趨qu勢shi曲qu線xian界jie麵mian中zhong可ke直zhi觀guan的de查zha看kan回hui路lu的de負fu荷he運yun行xing情qing況kuang。查zha看kan實shi時shi和he曆li史shi趨qu勢shi曲qu線xian,點dian擊ji畫hua麵mian相xiang應ying按an鈕niu或huo菜cai單dan項xiang可ke以yi完wan成cheng相xiang應ying功gong能neng的de切qie換huan;幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個係統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖(10)。

4 結束語
隨著社會的發展及電力的廣泛應用,電力監控係統已成為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多變電所用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-3000電能管理係統在中國建設銀行股份有限公司雲南分行本部地下B2變電所改造的應用,可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監控和電能管理,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網絡通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電能管理係統。係統實現對采集數據的分析、處理,實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態,對模擬分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示,並生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便於電能的遠程抄表以及分析、研究。該係統運行安全、可靠、穩定,為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據,取得了較好的社會效益。
參考文獻:
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理係統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10