^趙斌1

 1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：本文主要介紹了飛利浦電子技術（上海）有限公司采用安科瑞智能電力儀表及Acrel-3000電dian能neng管guan理li係xi統tong對dui配pei電dian監jian測ce係xi統tong進jin行xing改gai造zao，通tong過guo總zong線xian型xing組zu網wang方fang式shi
，把ba數shu據ju上shang傳chuan至zhi後hou台tai，進jin行xing智zhi能neng化hua組zu網wang。係xi統tong實shi現xian了le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智zhi能neng化hua
、數字化、網絡化電能管理。

關鍵詞：飛利浦;係統改造;配電監測;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理係統;

0 概述

    飛利浦電子技術（上海）有限公司係飛利浦電子中國有限公司投資，於2003年12月成立的外商投資企業。主要從事高性能照明燈的研發
，生產，銷售服務。飛利浦電子技術（上海）有限公司電能管理係統針對高
、低壓配電監測改造設計，通過Acrel-3000電能管理係統，為用戶提供一套先進
、實用的用電管理、分析工具。係統在線監測整個企業生產能耗動態過程，收集生產過程中大量分散的用電及能耗數據，提供實時及曆史數據分析
、對比功能，以發現能源消耗過程和結構中存在的問題，通過優化運行方式和用能結構以及建立企業能耗評估、管理體係
，實現合理用電、節約用電，提高企業能源效率水平。

1、需求分析

改造需求

飛利浦電子技術（上海）有限公司“WDJ電力需求側電腦管理係統”安裝於2002年
，至今已連續使用了11nian，xitongyuanzhizaoshangshishanghaitianlongdianziyouxiangongsi。gaixitongfuwuqidengguanjianshebeiyiyanzhonglaohua
，yuananzhuangruanjianyijingtaotaiqiewufaxiufu。gaixitongyiwufamanzuqiyedianlinengyuanguanlidexuqiu。zaiciqingkuangxia，xujinxing“WDJ電力需求側電腦管理係統”的升級改造。

    飛利浦電子技術（上海）有限公司變電房內有兩路10kV高壓進線。一路為常用回路
，容量為6400kVA，設置有1600kVA變壓器4台及若幹高壓櫃和低壓櫃
；另一路為備用回路，容量為630kVA,設置630kVA備用變壓器1台和若幹高壓櫃和低壓櫃。

1.現狀：配電方式為4路10kV電源配出
，經變壓器降壓分77條線路（含後續改造加裝）配(pei)送(song)至(zhi)廠(chang)區(qu)各(ge)用(yong)電(dian)單(dan)位(wei)。原(yuan)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)集(ji)散(san)式(shi)集(ji)成(cheng)原(yuan)理(li)，即(ji)在(zai)各(ge)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)設(she)置(zhi)帶(dai)脈(mai)衝(chong)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)能(neng)表(biao)，再(zai)設(she)置(zhi)集(ji)中(zhong)采(cai)集(ji)各(ge)電(dian)能(neng)表(biao)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)的(de)采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)，采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過(guo)RS485信號線將信息傳輸至監控主機，如下圖：

2.目前原係統使用過程中暴露出的主要如下問題：

  1) 數據傳輸時斷時續
，這是因為脈衝傳輸線路會受到現場電磁幹擾、老化、鬆動的影響；

  2）電dian能neng數shu據ju與yu現xian場chang儀yi表biao顯xian示shi數shu據ju不bu匹pi配pei，這zhe是shi因yin為wei原yuan電dian能neng表biao采cai用yong脈mai衝chong輸shu出chu與yu采cai集ji，當dang線xian路lu出chu現xian問wen題ti時shi，電dian表biao的de脈mai衝chong輸shu出chu仍reng然ran保bao持chi
，該gai脈mai衝chong信xin號hao無wu法fa傳chuan送song至zhi監jian測ce主zhu機ji，且qie後hou續xu無wu法fa補bu回hui
；

  3）當數據出現問題時無法及時排除故障，這與係統的架構有關，因脈衝信號需點對點的傳輸，現場有80多個回路
，即脈衝信號采集裝置需連接80餘條線路，當現場出現故障時，因線路較為龐雜難以排查；

  4）配(pei)電(dian)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)輔(fu)助(zhu)對(dui)現(xian)場(chang)回(hui)傳(chuan)的(de)電(dian)參(can)量(liang)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)與(yu)展(zhan)示(shi)，構(gou)建(jian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)計(ji)量(liang)體(ti)係(xi)。這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)的(de)計(ji)量(liang)精(jing)度(du)高(gao)、信號采集與傳輸可靠
、後(hou)台(tai)處(chu)理(li)符(fu)合(he)實(shi)際(ji)需(xu)求(qiu)，並(bing)且(qie)在(zai)係(xi)統(tong)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)時(shi)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)排(pai)除(chu)，避(bi)免(mian)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)的(de)持(chi)續(xu)運(yun)行(xing)。而(er)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)係(xi)統(tong)後(hou)續(xu)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)。原(yuan)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)技(ji)術(shu)在(zai)當(dang)時(shi)來(lai)講(jiang)較(jiao)為(wei)常(chang)用(yong)
，但(dan)該(gai)技(ji)術(shu)下(xia)的(de)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)性(xing)受(shou)到(dao)諸(zhu)如(ru)數(shu)據(ju)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)受(shou)電(dian)能(neng)表(biao)計(ji)輸(shu)出(chu)穩(wen)定(ding)性(xing)、線路傳輸穩定性、采集裝置的可靠性等多方麵因素製約，隨著現場總線技術的普及，該技術在配電信息係統集成領域已很少使用。

5）dangqiangongsiyongdianliangjiaoda，xianchangpeidianguijiyibiaoanzhuangduirengongchaobiaodailaijidabubian
，yuanxitongyeyiwufamanzuyunweiyaoqiu，erjianlifugaichangqudediannengjiliangtixishifenbiyao。tongshi
，shelidianlijiancexitongkeduixianchangyunxingqingkuangjinxingshishijiance
，bianyuyunxingguochengzhongdeguzhangpaichu，duiguisiyunweirenyuanbaozhangpeidianwendingyunxingtigongbianjie。

軟件功能需求

   1. 曲線圖：提供83個表的每個日曲線圖（精度可以保證為每分鍾之內有2個數據）和周曲線圖（精度可以保證每分鍾內有1個數據點）；曲線圖可以根據要求手動選擇時間範圍內進行查看及打印。

  2.報表功能：

 （1）常用回路10kV總進線的每月申請MD值
、實際MD值、MD值發生的日期及時間、每月申請MD值和實際MD值趨勢曲線比較圖；每月申請MD值可以僅限於由使用方管理用戶手動輸入到係統中並最終在報表和趨勢圖裏體現。

 （2）常用回路10KV總進線和4個變壓器的總回路的每日在峰、平1
、平2、穀各個時段裏的每日及每月的有功功率最大值以及發生日期和時間
、每日和每月在各個試點段內的有功功率最大值趨勢曲線比較圖（每個變壓器及常用回路總限額值可以僅限於由使用方管理用戶手動輸入到係統中並最終在趨勢圖裏體現）。

 （3）越限報警功能：4個常用變壓器回路的有功功率
、變壓器溫度

、電壓（90%~110%）越限報警；並且限額值可以僅限由使用方管理用戶設定。

 （4）通訊及係統故障報警：係統通訊出現故障須有報警及記錄功能。

 （5）整點電力參數抄表：每個回路的整點有功功率值
、無功功率值
、用電量（KWH）、功率因素、每相電流及電壓值。

 （6）初始界麵采用係統圖，界麵可以實時顯示每個回路的有功功率值和三相電流。

 （7）其他的一般監控軟件通用要求。

  3.係統用戶及操作權限：設置管理員和操作員2個用戶及設置不同的權限
，管理員可以設施報警越線值及申請的MD值、每個變壓器最高符合允許值及常用回路總負荷最高值；操作員僅有查看打印權限。

  4.係統曆史操作記錄：包括各個用戶的登錄記錄、操作記錄。

  5.係統故障報警：報警須有記錄。?

2
、改造方案

  1.高壓部分為在原櫃體基礎上拆掉C相指針式電流表，安裝ACR330ELH/C多功能電力儀表，原盤式機械電能拆除後二次線可直接引用。

  2.低壓部分為將原櫃體內安裝的盤式機械電能表拆除
，加裝DTSD1352/FC導軌式電能表
，其中72個回路沿用原互感器和二次線
，其他回路加裝電流互感器。

  3.在低壓變電所牆壁安裝一麵通訊采集箱。

  4.變壓器室安裝一台溫度巡檢儀ARTMU-M16，用於接收5台變壓器溫度傳感器信號，溫度巡檢儀通過RS485總線連接至通訊采集箱。

  5.高壓6隻ACR330ELH/C通過RS485總線連接至通訊采集箱，低壓77隻表分4根總線連接至通訊采集箱；數據采集箱上行光纖連接至值班室。

3
、係統方案

    安科瑞Acrel-3000電能管理係統根據飛利浦電子技術（上海）有限公司現場實際情況

，對變配電室進行改造，組網方式采用現場設備層、網絡通訊層、站控管理層三層分布式結構：現場安裝測量、計量表計，網絡通訊層設備安裝於低壓配電室通訊采集箱內

，通過光纖引至值班室站控管理層。如下圖所示：

 係統拓撲圖

  1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控係統的管理人員，負責完成對整個工程電能管理係統儀表設備的數據采集、處理、顯(xian)示(shi)和(he)監(jian)視(shi)功(gong)能(neng)，還(hai)為(wei)運(yun)行(xing)人(ren)員(yuan)提(ti)供(gong)各(ge)種(zhong)控(kong)製(zhi)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)，並(bing)提(ti)供(gong)多(duo)種(zhong)外(wai)部(bu)係(xi)統(tong)接(jie)入(ru)接(jie)口(kou)。監(jian)控(kong)計(ji)算(suan)機(ji)是(shi)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)的(de)主(zhu)要(yao)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)，用(yong)於(yu)圖(tu)形(xing)及(ji)報(bao)表(biao)顯(xian)示(shi)、電能統計分析
、事件記錄及報警狀態顯示和查詢，設備狀態和參數的查詢等。

  2）網絡通訊層

    通訊層主要是由Nport5610-8、以太網設備及總線網絡組成。Nport5610-8串口服務器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，經通訊服務器到達值班室監控主機進行組網
，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Nport5610-8，進而將數據上傳至監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    高壓回路采用ACR330ELH多功能液晶顯示儀表，低壓回路采用DTSD1352/FC導軌計量表，能夠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
、無功電度等。

4、係統功能

    配電監測：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：

配電一次係統圖

    諧波分析：通過報表實時顯示高壓6個回路2~31次分次諧波及總諧波數據，並以棒圖形式直觀顯示，如下圖所示：

諧波分析

    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，提ti醒xing值zhi班ban人ren員yuan及ji時shi處chu理li。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：

遙測遙信報警

    shijiangaojingjilugongneng，zhuyaowanchengduizhaxunshijianduanneichuxiandebaojingxinxishijianjiluyijifashengshijian，weizhibanrenyuantigongyijubingqiefenxishigufashengdeyuanyin，ruxiatusuoshi：

事件記錄

    參數抄表功能，主要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，主要包括：三相電流
、有功功率和有功電度。具備數據導出和報表打印等功能。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)：

電能報表

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

通訊結構示意圖

    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。如下圖所示：

趨勢曲線圖

     MD查詢：通過報表查詢當前及曆史實際MD值及申請MD值
，申請MD值可由用戶設置。該報表可實現實際MD值與申請MD值對比分析功能
，為企業用電負荷管理提供依據

，如下圖所示：

MD報表

    MD曲線：顯示高壓回路MD值曲線
，可查詢當前或曆史MD值曲線。紅色曲線為申請MD值線，可實現實際MD值與申請MD值的趨勢對比。如下圖所示：

MD曲線

     複費率電能報表：實現高壓回路總、峰
、平、穀複費率電能統計
，複費率時段用戶可在儀表上根據實際要求配置。如下圖所示：

複費率電能報表

5
、結束語

    目前很多企業電能管理存在著多方麵問題，設備利用率不高，設備老化、需要更新，無法掌握企業目前用電現狀，無法量化企業節能指標，確實電能數據支撐
，用電方式需要改善等。

    本文介紹的Acrel-3000電能管理係統在飛利浦電子技術（上海）有限公司的應用

，通過現代計算機技術、網絡通信技術和分布式控製技術，建立完善的能耗監測、管理體係，實現能源消耗動態過程的信息化、可視化、可控化，對企業生產過程中能源消耗的結構
、過程及要素進行管理、控製和優化

，提高能源使用效率。

參考文獻：

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程
、周中，中國電力出版社

[2]《電力監控係統在供配電設計中的應用》
，高士宏，科技風

[3]《電力監控運用於10kv供配電設計》
，姚強，科技天地

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。技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：