陸曉君

上海安科瑞電氣股份有限公司
，上海  嘉定 201801

 

摘要：安科瑞的ACREL-2000型電力監控係統軟件借助了計算機、通信設備、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為企業提供“監控一體化”的整體解決方案，在很多領域都有很好的應用，例如建築
、冶金
、石化、煤炭、鐵道、環保、輕工
、高速公路等行業以及工業企業等供配電係統中。本文主要介紹ACREL-2000型供配電監控係統在高速公路中的應用。高速公路供配電呈帶狀分布、點多且分散
，利用光纖組網，吸收當前電力自動化
、計算機通信組網、自動控製領域的先進技術，按分層分布式結構設計，並經實際運行使用，證明其性能可靠、功能適用
，能有效地提高我國高速公路特別是隧道較多的山區高速公路供配電管理的安全可靠性。

關鍵詞：ACREL-2000、高速公路、供配電監控係統

　　高速公路供配電係統給沿路各收費係統、通信係統、隧道通風、照明、運行監控及辦公、shenghuosheshidengtigongkekaodedianlibaozhang，zhexiefuhecongbutongjiaodubaozhengzhenggegaosugongludeanquankekaoyunxingheyunyingdanweidezhengchangjingying，renhedianlizhongduanjunyoukenenggeijiaotonganquanheguanliyunyingdailaibukeguliangdesunshi，ergaosugongludegongpeidianxitongyousuizhefuhediandefensanchengxianchuyanzhegaosugongluchengxiachangdedaizhuangfenbudetedian
，gongpeidiansuoshuliangda，weizhifensan，anyunyingguanlidanweidebutongkenengmianlinjishigonglihejibaigonglibudengdegongdianfanwei，geizhenggegongpeidianxitongdeguanlitichuleyanjundekaoyan
，gongpeidianguanlibumenchangchangbudebumianlinrenyuanshao、維護勞動強度大的問題以及供配電網常期處於山區或鄉村所麵臨的高風險

、高技術
、大責任的電力專業管理需求和人員素質之間的矛盾，設計一套能有效的減低工作人員的勞動強度、提高工作效率、避(bi)免(mian)人(ren)為(wei)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)的(de)供(gong)配(pei)電(dian)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)及(ji)其(qi)維(wei)護(hu)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)意(yi)義(yi)重(zhong)大(da)，為(wei)此(ci)
，我(wo)們(men)結(jie)合(he)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)運(yun)行(xing)經(jing)驗(yan)，根(gen)據(ju)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)的(de)供(gong)電(dian)運(yun)營(ying)實(shi)際(ji)
，使(shi)ACREL-2000供配電監控係統更好的為高速公路供配電監控服務。

我們將具有從當地供配電係統直接引入電源的變電所（或開閉所）稱為中心變電所，一條高速公路往往由幾個中心變電所組成
，各收費站、服務區

、隧道或辦公樓從中心變電所取電源經變壓後給相應負荷供電。

　　根gen據ju供gong配pei電dian網wang絡luo架jia構gou和he設she備bei安an裝zhuang的de需xu要yao
，我wo們men設she計ji了le三san層ceng分fen布bu式shi供gong配pei電dian監jian控kong係xi統tong網wang絡luo模mo式shi
，即ji在zai高gao速su公gong路lu管guan理li中zhong心xin設she立li供gong配pei電dian監jian控kong中zhong心xin，為wei分fen層ceng設she計ji的de最zui高gao層ceng
，也ye是shi全quan網wang數shu據ju彙hui流liu中zhong心xin，負fu責ze全quan段duan高gao速su公gong路lu供gong配pei電dian係xi統tong的de電dian網wang監jian視shi、遠程控製和設備維護管理
，在各中心變電所設立監控分中心，負責本所轄區各配電所的電網運行狀態監視、遠程控製和設備維護管理，在各收費站
、隧道、高(gao)速(su)公(gong)路(lu)服(fu)務(wu)區(qu)等(deng)配(pei)電(dian)所(suo)設(she)立(li)第(di)三(san)層(ceng)監(jian)控(kong)站(zhan)，負(fu)責(ze)相(xiang)應(ying)配(pei)電(dian)所(suo)的(de)電(dian)網(wang)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)當(dang)地(di)設(she)備(bei)維(wei)護(hu)。隨(sui)著(zhe)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，使(shi)得(de)設(she)備(bei)層(ceng)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)送(song)成(cheng)為(wei)現(xian)實(shi)，因(yin)此(ci)我(wo)們(men)所(suo)有(you)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)均(jun)隨(sui)著(zhe)一(yi)次(ci)係(xi)統(tong)的(de)布(bu)置(zhi)就(jiu)地(di)安(an)裝(zhuang)，各(ge)監(jian)控(kong)站(zhan)
、不同監控分中心之間功能分布
、互不影響，構成了一套係統分層、功能分布、安裝分散的高速公路供配電監控係統
，監控中心、監控分中心、監控站之間以及監控站各采集裝置間均采用高速工業以太網通信，並通過網絡式遠動傳輸規約IEC870-5-103規約進行數據交互。

　　要(yao)真(zhen)正(zheng)實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)的(de)分(fen)層(ceng)分(fen)布(bu)式(shi)運(yun)行(xing)
，使(shi)得(de)係(xi)統(tong)各(ge)單(dan)元(yuan)間(jian)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)程(cheng)度(du)達(da)到(dao)最(zui)小(xiao)


，還(hai)必(bi)須(xu)建(jian)立(li)一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)。在(zai)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)的(de)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)中(zhong)，可(ke)提(ti)供(gong)用(yong)於(yu)供(gong)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)的(de)組(zu)網(wang)通(tong)常(chang)有(you)電(dian)話(hua)專(zhuan)線(xian)組(zu)網(wang)和(he)光(guang)纖(xian)直(zhi)接(jie)組(zu)網(wang)。電(dian)話(hua)專(zhuan)線(xian)組(zu)網(wang)利(li)用(yong)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)運(yun)營(ying)企(qi)業(ye)自(zi)身(shen)的(de)電(dian)話(hua)交(jiao)換(huan)網(wang)絡(luo)，在(zai)需(xu)要(yao)通(tong)信(xin)的(de)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)和(he)各(ge)監(jian)控(kong)分(fen)中(zhong)心(xin)之(zhi)間(jian)
、監控分中心和各監控站之間申請設置若幹對音頻專線（條件許可也可以租用地方音頻專線），通過音頻MODEM將jiang采cai集ji來lai的de數shu據ju信xin號hao調tiao製zhi成cheng音yin頻pin信xin號hao在zai專zhuan線xian電dian話hua上shang傳chuan播bo
，並bing在zai數shu據ju接jie收shou時shi將jiang音yin頻pin信xin號hao還hai原yuan成cheng數shu據ju信xin號hao通tong過guo串chuan口kou服fu務wu器qi或huo計ji算suan機ji多duo串chuan口kou卡ka送song給gei監jian控kong中zhong心xin或huo分fen中zhong心xin的de計ji算suan機ji處chu理li。這zhe種zhong方fang式shi的de特te點dian是shi拓tuo撲pu結jie構gou簡jian單dan，擴kuo展zhan方fang便bian，在zai目mu前qian數shu據ju量liang小xiao的de監jian控kong領ling域yu應ying用yong較jiao為wei廣guang泛fan，但dan其qi缺que點dian是shi數shu據ju的de傳chuan輸shu采cai用yongRS232接(jie)口(kou)模(mo)式(shi)
，傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)和(he)傳(chuan)輸(shu)可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)低(di)，各(ge)站(zhan)間(jian)采(cai)用(yong)點(dian)對(dui)點(dian)通(tong)信(xin)模(mo)式(shi)
，占(zhan)用(yong)通(tong)信(xin)資(zi)源(yuan)大(da)，維(wei)護(hu)也(ye)較(jiao)為(wei)困(kun)難(nan)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)底(di)層(ceng)監(jian)控(kong)站(zhan)數(shu)量(liang)較(jiao)多(duo)時(shi)
，將(jiang)占(zhan)用(yong)大(da)量(liang)的(de)電(dian)話(hua)線(xian)路(lu)資(zi)源(yuan)，且(qie)受(shou)串(chuan)口(kou)服(fu)務(wu)器(qi)的(de)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)能(neng)力(li)限(xian)製(zhi)，也(ye)很(hen)容(rong)易(yi)在(zai)監(jian)控(kong)中(zhong)心(xin)點(dian)造(zao)成(cheng)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)的(de)瓶(ping)頸(jing)。

　　另(ling)外(wai)一(yi)種(zhong)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)的(de)通(tong)信(xin)模(mo)式(shi)為(wei)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)光(guang)纖(xian)組(zu)建(jian)供(gong)配(pei)電(dian)監(jian)控(kong)局(ju)域(yu)網(wang)。由(you)於(yu)通(tong)信(xin)需(xu)要(yao)，沿(yan)高(gao)速(su)公(gong)路(lu)兩(liang)側(ce)往(wang)往(wang)鋪(pu)設(she)數(shu)量(liang)不(bu)等(deng)的(de)光(guang)纜(lan)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)光(guang)纜(lan)中(zhong)的(de)少(shao)數(shu)光(guang)芯(xin)組(zu)建(jian)供(gong)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)專(zhuan)用(yong)的(de)監(jian)控(kong)局(ju)域(yu)網(wang)。由(you)於(yu)局(ju)域(yu)網(wang)通(tong)信(xin)可(ke)以(yi)很(hen)方(fang)便(bian)的(de)達(da)到(dao)10M或100Myishangdetongxinsulv，yincizhezhongzuwangfangshibucunzaigongpeidianjiankongderenhepingjing，qieyouyujuyuwangtongxinkeyifangbiandezujianchengzongxianjiegou，suoyizaiweilaidekuorongheweihushangnenggeiyonghudailaihendadefangbian。zaijingzhugaosuyuejingbeiduangongpeidianjiankongxitongzhongcaiyongleguangxianjuyuwangtongxinmoshi

，weilejieshengzhuganguanglan
，zaiwangluozujianshikeyidaliangshiyongwangluojiaohuanjijilianjishu，rufutu。

　　由附圖可以看出，整個係統組網可最多占用兩對主幹光纖完成。

 

　　以ACREL-2000供配電監控係統為基礎，結合ACREL-2000供配電監控係統在其他行業的應用經驗，綜合當今電力自動化研究新成果和高速公路供配電管理運營的實際情況，經多次設計、研討、改進，使得ACREL-2000供配電監控在高速公路供配電監控能夠實現以下功能：

3.1友好的人機交互界麵（HMI）

標準的變配電係統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網絡的接線情況；龐大的係統具有多畫麵切換及畫麵導航的功能
；分散的配電係統具有空間地理平麵的係統主畫麵。主畫麵可直觀顯示各回路的運行狀態
，並具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示於人機交互界麵並實時刷新。

3.2用戶管理

本軟件可對不同級別的用戶賦予不同權限，從而保證係統在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令後方可完成該操作。

3.3數據采集處理

ACREL-2000型電力監控係統可實時和定時采集現場設備的各電參量及開關量狀態（包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關位置

、設備運行狀態等）
，將采集到的數據或直接顯示
、或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總係統功率、負荷最大值、功率因數上下限等）

，並對重要的信息量進行數據庫存儲。

3.4趨勢曲線分析

xitongtigongleshishiquxianhelishiqushiliangzhongquxianfenxijiemian，tongguotiaoyongxiangguanhuilushishiquxianjiemianfenxigaihuiludangqiandefuheyunxingzhuangkuang。rutongguotiaoyongmoupeichuhuiludeshishiquxiankefenxigaihuiludedianqishebeisuoyinqidexinhaobodongqingkuang。xitongdelishiqushijixitongduisuoyouyicunchushujujunkezhakanqilishiqushi，fangbiangongchengrenyuanduijiancedepeidianwangluojinxingzhiliangfenxi。

3.5報表管理

係統具有標準的電能報表格式並可根據用戶需求設計符合其需要的報表格式，係統可自動統計。可自動生成各種類型的實時運行報表
、曆史報表、事件故障及告警記錄報表
、操作記錄報表等
，可以查詢和打印係統記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據複費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表
，查詢打印的起點
、間隔等參數可自行設置；係統設計還可根據用戶需求量身定製滿足不同要求的報表輸出功能。

3.6事件記錄和故障報警

係統對所有用戶操作

、開關變位、canliangyuexianjiqitayonghushijixuqiudeshijianjunjuyouxiangxidejilugongneng，baokuoshijianfashengdeshijianweizhi，dangqianzhibanrenyuanshijianshifouquerendengxinxi，duikaiguanbianwei、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備發送控製指令或提示值班人員迅速排除故障。

3.7四遙功能

ACREL-2000型電力監控係統不僅能實現常規的“遙信”、“遙控”、“遙測”、“遙調”功能

，還可以實現“遙設”功能。

l         遙信：實時對開關運行狀態、保護工作等開關量進行監視。計算機實時顯示和自動報警。

l         遙控：通過計算機屏幕選擇相應的站號
、開關號、合/分閘等信息
，並在屏幕上將選擇的開關狀態反饋出來，確認後執行

，實時記錄操作時間、類型、合開關號等。

l         遙測：通過計算機實時對係統電壓、電流


、有功功率、無功功率、功率因數

、超限報警、頻率進行不斷地采集、分析
、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動生成報表。

l         遙設：用於遠方修改分散繼電保護裝置的定值、控製字；以及調整各種儀表的工作狀態。

3.8 GPS天文衛星時鍾對時，使得整個監控係統包括各數據采集裝置具有統一的時鍾，便於運行數據的管理和事件分析

；

3.9電網分析和操作閉鎖功能，可根據電網的實時運行工況進行網絡拓撲分析和動態著色、潮流計算
、短路電流計算等功能

，還能根據電網開關、刀閘的實時狀態進行分析判斷，對危及電網安全的操作進行閉鎖；

3.10地理位置顯示
，設備的屬性和地理位置關聯，以將設備的電氣位置與實際地理位置相對應，給設備的維護管理提供方便
；

3.11係統運行工況監視，可自動監視供配電監控係統本身的運行狀況
，及時發現係統自身隱患，保障監控係統的可靠運行。

基於上述設計思想，我們設計了京珠高速公路粵境北段供配電監控係統。整個供配電監控係統設立監控中心、監控分中心、監控現場三層結構，監控中心設立於東田管理中心
，下屬4個監控分中心

，監控分中心共下轄22個ge監jian控kong站zhan，下xia級ji層ceng從cong屬shu於yu上shang級ji層ceng結jie構gou
，又you能neng獨du立li運yun行xing且qie功gong能neng協xie調tiao
，同tong一yi層ceng結jie構gou中zhong的de任ren一yi部bu件jian故gu障zhang均jun不bu影ying響xiang同tong級ji層ceng的de其qi它ta功gong能neng和he上shang級ji層ceng的de整zheng體ti功gong能neng
，監jian控kong站zhan各ge數shu據ju采cai集ji裝zhuang置zhi和he協xie議yi轉zhuan換huan裝zhuang置zhi相xiang互hu獨du立li，互hu不bu幹gan擾rao，既ji有you利li於yu提ti高gao係xi統tong可ke靠kao性xing，又you極ji大da的de方fang便bian了le係xi統tong的de檢jian修xiu維wei護hu。係xi統tong采cai用yong至zhi下xia而er上shang的de全quan工gong業ye以yi太tai網wang通tong信xin組zu網wang模mo式shi
，具ju有you抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang、接口方便可靠、傳輸速率快的特點。對10KV高壓進線、10KV高壓饋出線、6KV中壓開關櫃、所轄各站低壓（380V）總配電櫃均實現了電網運行參數和狀態的遠方監視控製，實現了低壓各分支路的電壓、電流等實時運行參數的監視，以判斷是否正常供電等。還實現了對幹式變壓器
、柴油發電機、消弧線圈等設備的運行監視以及微機繼電保護裝置的運行狀態監視、保護定值管理等功能。我們采用網絡式RTU作為監控站的數據測控主要設備，並配備網絡交換機和光纖收發器組建工業以太網
，滿足了配電所、隧道等工業應用環境要求經現場運行，係統穩定，適用性高，給供配電管理帶來了很大的效益。

現場監控儀表主要采用安科瑞的ACR230ELH、PZ80L-E4、ARTU-K32等智能監控單元，它們的功能如下：

 

 

PZ80L-E4主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）
；四象

櫃。

 

 

ARTU-K32主要功能有：32路開關量采集，RS485/Modbus協議，SOE事件記錄。

 

 

經過現場運行表明
，該套係統滿足了監控站的無人職守或無人值班要求，實現了

供配電網的自動化管理，對於提高工作效率，減少設備維護工作量，避免人為操作事

故，減少停電時間有著很重要的作用，產生了較大的經濟效益。

本文闡述了ACREL-2000供配電監控係統在高速公路中實現遠程監控和自動化管理的意義及方法
，並就係統組網、網絡通信
、功能設置等多方麵設計要點進行了論述，結合高速公路供配電監控係統實例，證實了ACREL-2000gongpeidianjiankongxitongjuyoujiaoqiangdeshiyongxinghekekaoxing，nengyouxiaoditigaogongpeidianguanlidexiaolv，tigaogongpeidianwangdekekaoxing
，jianshaolegongpeidianweihurenyuandegongzuoqiangdu，jianshaoleguanliweihurenyuanshuliang，suoduanshiguchulishijian
，jianshaolerenweishiguheshebeishigudefashenggailv。

 

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