趙斌¹

 1安科瑞電氣股份有限公司
，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹浦口紫金商業廣場，采用智能電力儀表、智能斷路器，采集配電現場的各種電參量和開關信號。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至後台，通過Acrel-2000型電力監控與電能管理係統實現變電所配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：大型商業廣場;南京浦口紫金商業廣場;10KV變電所;0.4KV變電所
；高壓微機保護；智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監控係統;電能管理係統

1 概述

    紫金（浦口）科技創新綜合體一期工程是由南京紫金浦口科技創業特別社區建設發展有限公司建設位於四所村，東至浦濱路
、南至石塘路
、西至東華路、北至石塘東路建設規模為2#地塊土地麵積102247m2，3#地塊土地麵積132917 m2。規劃總建築麵積約80萬m2。功能定位是集高科技研發、創意、技術創新、高新企業培育、加速
、辦公

、中試載體以及休閑體育、商務餐飲、中介服務
、會務展覽、人才公寓、酒店服務等功能於一體的全國一流
、省內領先的高科技孵化園區。

本次項目主要涉及其中的一個商業廣場的高壓和低壓變電所部分。

1）需求分析

   現場共有3個變電所分為高壓和低壓電力監控係統兩部分。兩套係統分別有管理各自電壓等級的電力監控係統
，實現數據集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

電壓
、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新，並以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫麵上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值及開關狀態等信息。

對各回路的電流繪製趨勢曲線，便於分析該回路配電運行工況。

對各回路的電能集抄功能

，並可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。

對各回路異常用電及非操作票範圍內的分合閘操作進行報警，便於管理人員實時掌握並分析配電運行情況。

本技術條件適用於浦口資金商業廣場的配電室低壓櫃以及高壓櫃。供方產品應具有高安全性與可靠性、易於擴展、便於維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不僅限於此，其技術性能應滿足對配電室數據監控的要求。

2）數據采集

   自動采集現場所有電量儀表的模擬量數據，自動采集現場開光狀態以及故障狀態等開關量數據。

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，能同時對多個設備進行數據采集。

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

3）數據分析與處理

    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、年等時間段內的統計、計算。各設備的用電負荷（有功、無功）最大、最小
、平均值計算。統計各分站及整體的用電量（有功
、無功）。

4）數據查詢與展示

    要yao求qiu能neng方fang便bian實shi現xian客ke戶hu端duan查zha詢xun和he各ge級ji管guan理li人ren員yuan的de查zha詢xun，查zha詢xun界jie麵mian能neng適shi應ying各ge級ji管guan理li人ren員yuan的de要yao求qiu能neng夠gou支zhi持chi靈ling活huo的de條tiao件jian組zu合he查zha詢xun和he對dui比bi分fen析xi，各ge類lei統tong計ji分fen析xi的de數shu據ju可ke靈ling活huo采cai用yong報bao表biao等deng多duo種zhong圖tu表biao方fang式shi直zhi觀guan的de展zhan示shi功gong能neng。

    數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層能耗展示。

    操作層具備能耗分析、能耗累計用量、實時監測
、運行記錄及比例


、對比、對標分析等功能。

    管理層具備能耗數據統計和分析、分類分項的對比、對標分析等功能。

    決策層具備能耗數據分析、數據刪除
、數據庫導入/導出等功能。

5）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，防止信息的丟失
、失竊和破壞。

6）節能改造及效果評估

    要求為生產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。

7）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。報警類型包括開關故障，電壓
、電流超限，現場采集模塊通訊故障

，與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，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

    監控係統主要實現南京浦口紫金商業廣場三個變電所（高壓變電所和低壓1#、2#變電所）的10/0.4kV配電係統進行用電監控與電能管理；其中高壓變電所配一套電力監控係統，低壓1#、2#兩個變電所配一套電能管理係統。高壓部分監控範圍為高壓變電所內的16隻國電南自微機保護測控裝置
；低壓部分監控範圍為1#變電所的T1、T2變壓器的低壓進線櫃、聯絡櫃、饋線櫃和2#變電所的T3
、T4變壓器的低壓進線櫃、聯絡櫃、饋線櫃及高壓側儀表進行遠程實時監控和電能管理。該高壓係統總計有16隻微機保護測控裝置分一條總線直接接至監控主機
，低壓係統163隻多功能電力儀表，分8條總線，其中1#變電所4條總線，2#變電所4tiaozongxian，liangbiandiansuozhijianjulijiaoyuan，caiyongguangxianzuwanglianjie，zuihoutongguowangxianlazhizhibanshilianjiedaojiankongzhujishixianzongxianshangyibiaoyujiankongzhujideshujuliantong。ruxiatusuoshi：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

高壓網絡拓撲圖

低壓網絡拓撲圖

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。在浦口紫金商業廣場工程中主要指置於配電所的兩台監控主機。

2）網絡通訊層

    通訊層主要是由Nport5430串口服務器和NPORT5630-16、以太網設備及總線網絡組成。NPORT-5430I串口服務器以及NPORT5630-16主要功能是監測現場智能儀表
；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與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，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線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。

智能儀表現場連接示意

    現場儀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
，然後將數據上傳至串口服務器Nport5430I，進而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    高壓進線和饋線回路采用微機保護裝置，它能測量所有常規電力參數，以及各種保護參數，開關量狀態、手車位置信息、斷線告警等等功能。

    低壓進線和饋線回路采用多功能儀表，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。

3  係統功能

    變bian電dian所suo實shi時shi監jian控kong係xi統tong圖tu為wei主zhu監jian控kong畫hua麵mian，主zhu要yao實shi時shi監jian測ce變bian電dian所suo所suo有you回hui路lu的de運yun行xing狀zhuang態tai，紅hong色se代dai表biao合he閘zha，綠lv色se代dai表biao分fen閘zha。在zai係xi統tong圖tu中zhong可ke以yi直zhi觀guan的de看kan到dao每mei路lu進jin線xian和he出chu線xian的de運yun行xing參can數shu和he狀zhuang態tai
，可ke以yi看kan到dao變bian壓ya器qi出chu線xian側ce的de所suo有you常chang規gui電dian力li參can數shu，如ru：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：

 變電所一次係統圖

    遙yao信xin和he遙yao測ce報bao警jing功gong能neng
，主zhu要yao完wan成cheng對dui高gao低di壓ya各ge出chu線xian回hui路lu的de開kai關guan運yun行xing狀zhuang態tai和he負fu載zai進jin線xian監jian控kong，對dui開kai關guan變bian位wei和he負fu載zai越yue限xian彈dan出chu報bao警jing界jie麵mian指zhi示shi具ju體ti的de報bao警jing位wei置zhi並bing聲sheng音yin報bao警jing。負fu載zai越yue限xian值zhi在zai相xiang應ying權quan限xian下xia可ke自zi由you設she置zhi。具ju備bei曆li史shi查zha詢xun功gong能neng。如ru下xia圖tu所suo示shi：

曆史報警記錄查詢

    參can數shu抄chao表biao功gong能neng
，主zhu要yao對dui高gao低di壓ya各ge出chu線xian回hui路lu的de電dian參can數shu進jin線xian查zha詢xun。支zhi持chi任ren意yi時shi刻ke電dian參can數shu查zha詢xun，具ju備bei數shu據ju導dao出chu和he報bao表biao打da印yin等deng功gong能neng。該gai報bao表biao查zha詢xun演yan藝yi中zhong心xin變bian電dian所suo變bian壓ya器qi出chu線xian各ge低di壓ya回hui路lu的de電dian參can數shu，主zhu要yao包bao括kuo：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。如下圖所示

電參數抄表

    用(yong)電(dian)量(liang)報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)，可(ke)選(xuan)擇(ze)時(shi)間(jian)段(duan)進(jin)行(xing)查(zha)詢(xun)，支(zhi)持(chi)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)電(dian)度(du)累(lei)計(ji)查(zha)詢(xun)，具(ju)備(bei)數(shu)據(ju)導(dao)出(chu)和(he)報(bao)表(biao)打(da)印(yin)等(deng)功(gong)能(neng)。為(wei)值(zhi)班(ban)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)了(le)精(jing)確(que)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)能(neng)報(bao)表(biao)。該(gai)報(bao)表(biao)各(ge)回(hui)路(lu)名(ming)稱(cheng)和(he)數(shu)據(ju)庫(ku)關(guan)聯(lian)
，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)修(xiu)改(gai)回(hui)路(lu)名(ming)稱(cheng)。如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)


，顯(xian)示(shi)各(ge)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)精(jing)確(que)用(yong)電(dian)量(liang)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)打(da)印(yin)報(bao)表(biao)，可(ke)以(yi)以(yi)EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

    xitongtongxunjiegoushiyitu，zhuyaoxianshixitongdezuwangjiegou
，xitongcaiyongfencengfenbushijiegou，tongshijiancejiangecengshebeidetongxinzhuangtai。hongsebiaoshitongxunzhengchang
，lvsebiaoshitongxunguzhang。xiatuweigaibiandiansuotongxunzhuangtaishiyitu。

通訊結構示意圖

    電dian流liu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電dian流liu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。如下圖所示：

趨勢曲線圖

    越限報警設置，用戶可以根據實際情況自行設置電流報警上限。電流越限係統自動報警。如下圖所示：

4  結束語

    在當今配電設施的應用中
，商業廣場的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電dian力li監jian控kong係xi統tong在zai浦pu口kou紫zi金jin商shang業ye廣guang場chang的de應ying用yong
，可ke以yi實shi現xian對dui變bian電dian所suo供gong配pei電dian回hui路lu用yong電dian的de實shi時shi監jian控kong，不bu僅jin能neng顯xian示shi回hui路lu用yong電dian狀zhuang況kuang，還hai具ju有you網wang絡luo通tong訊xun功gong能neng
，可ke以yi與yu串chuan口kou服fu務wu器qi、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，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框
、語音提示


、短信報警燈，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，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據
，取得了較好的企業效益。

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

作者簡介：

趙斌，男，漢族，本科
，工程師，主要研究方向為智能建築供配電監控係統  手機：
，QQ：2880157852