趙斌

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹洛三高速公路擴建工程
，采用智能電力儀表、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型電力監控係統實現配電室配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：洛三高速公路;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監控係統; 

0 概述 

    洛三高速公路是國家高速公路“7918”網中的重要組成部分
，自東向西貫穿洛陽，三門峽。洛三高速公路全長42.6KM。

    本次項目主要涉及洛三高速公路隧道中4個配電室內的網絡多功能儀表，149個回路需要監測，監控主機位於收費站。

1 需求分析

    為保證生產管理用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對項目現場的配電室中進線及出線回路進行電壓、電流、功gong率lv等deng參can數shu進jin行xing實shi時shi在zai線xian監jian控kong。一yi旦dan監jian控kong點dian被bei監jian視shi參can數shu異yi常chang，能neng夠gou及ji時shi檢jian測ce報bao警jing，有you關guan人ren員yuan采cai取qu必bi要yao的de措cuo施shi
，避bi免mian安an全quan事shi故gu的de發fa生sheng。自zi動dong抄chao表biao功gong能neng節jie省sheng了le人ren力li物wu力li

，功gong率lv趨qu勢shi曲qu線xian功gong能neng能neng夠gou直zhi觀guan的de顯xian示shi各ge回hui路lu的de工gong作zuo狀zhuang態tai與yu時shi間jian

，方fang便bian用yong戶hu找zhao出chu非fei正zheng常chang用yong電dian回hui路lu並bing且qie及ji時shi進jin行xing整zheng改gai，建jian立li電dian能neng多duo級ji計ji量liang體ti係xi提ti供gong用yong能neng分fen析xi依yi據ju。

    本技術條件適用於洛三高速配電室。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。

數據采集

    自動采集現場所有電量儀表的模擬量數據，自動采集現場開關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。

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）。

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、決策層三層用能展示。

    操作層具備用能分析
、累計用量、實時監測
、運行記錄及比例、對比、對標分析等功能。

    管理層具備用能數據統計和分析、分類分項的對比、對標分析等功能。

    決策層具備用能數據分析、數據刪除、數據庫導入/導出等功能。

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。

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。

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(dian)流(liu)超(chao)限(xian)
，現(xian)場(chang)采(cai)集(ji)模(mo)塊(kuai)通(tong)訊(xun)故(gu)障(zhang)
，與(yu)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)通(tong)訊(xun)故(gu)障(zhang)等(deng)。報(bao)警(jing)時(shi)間(jian)自(zi)動(dong)記(ji)入(ru)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)庫(ku)
，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)查(zha)詢(xun)，工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)可(ke)隨(sui)時(shi)掌(zhang)握(wo)變(bian)配(pei)電(dian)站(zhan)實(shi)時(shi)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)，發(fa)現(xian)變(bian)配(pei)電(dian)運(yun)行(xing)故(gu)障(zhang)並(bing)作(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)處(chu)理(li)
，提(ti)高(gao)變(bian)配(pei)電(dian)的(de)管(guan)理(li)效(xiao)率(lv)，提(ti)升(sheng)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)性(xing)、可靠性。

2  係統方案

    安科瑞Acrel-2000係(xi)統(tong)根(gen)據(ju)洛(luo)三(san)高(gao)速(su)現(xian)場(chang)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)，整(zheng)體(ti)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)接(jie)至(zhi)配(pei)電(dian)室(shi)內(nei)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)箱(xiang)然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)接(jie)接(jie)至(zhi)收(shou)費(fei)站(zhan)的(de)監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)，保(bao)障(zhang)了(le)電(dian)力(li)管(guan)理(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)傳(chuan)輸(shu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)實(shi)時(shi)性(xing)。

    現場4個配電室內共有149隻安科瑞儀表,分為11條RS485總線接至通訊管理機，通訊管理機通過光纖拉至收費站內的監控主機實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

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。在洛三高速工程中主要指置於收費站的監控主機。

2）網絡通訊層

    通訊層主要是由通訊管理機ANET-2S6四台、光纖設備、以太網設備及總線網絡組成。ANET-2S6通訊管理機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。

係統結構圖

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，然後將數據上傳至通訊管理機ANET-2S6，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：

    進線回路采用ACR320ELK多功能液晶顯示儀表，出線回路采用ACR110EK，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。

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：

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，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。      

    事shi件jian告gao警jing記ji錄lu功gong能neng
，主zhu要yao完wan成cheng對dui查zha詢xun時shi間jian段duan內nei出chu現xian的de報bao警jing信xin息xi事shi件jian記ji錄lu以yi及ji發fa生sheng時shi間jian，為wei值zhi班ban人ren員yuan提ti供gong依yi據ju並bing且qie分fen析xi事shi故gu發fa生sheng的de原yuan因yin，如ru下xia圖tu所suo示shi：

報警功能實時查詢

    參(can)數(shu)抄(chao)表(biao)功(gong)能(neng)，主(zhu)要(yao)對(dui)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)每(mei)天(tian)的(de)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)洛(luo)三(san)高(gao)速(su)配(pei)電(dian)室(shi)進(jin)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。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任ren意yi一yi天tian進jin行xing查zha詢xun，支zhi持chi任ren意yi任ren意yi一yi天tian的de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。如ru下xia圖tu所suo示shi

，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yiEXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

    xitongtongxunjiegoushiyitu，zhuyaoxianshixitongdezuwangjiegou，xitongcaiyongfencengfenbushijiegou
，tongshijiancejiangecengshebeidetongxinzhuangtai。heisebiaoshitongxunzhengchang，lvsebiaoshitongxunguzhang。xiatuweitongxunzhuangtaishiyitu。

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

    斷路器分合閘遙控操作
，安科瑞Acrel-2000電(dian)力(li)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)支(zhi)持(chi)對(dui)斷(duan)路(lu)器(qi)分(fen)合(he)閘(zha)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)遙(yao)控(kong)操(cao)作(zuo)。係(xi)統(tong)具(ju)有(you)嚴(yan)格(ge)的(de)密(mi)碼(ma)保(bao)護(hu)和(he)操(cao)作(zuo)權(quan)限(xian)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)，對(dui)於(yu)每(mei)次(ci)遙(yao)控(kong)操(cao)作(zuo)，係(xi)統(tong)均(jun)對(dui)操(cao)作(zuo)人(ren)、操作時間及操作類型進行記錄，自動生成遙控操作記錄。實現該功能需要斷路器本身帶電操機構、綜保裝置帶遙控功能等硬件設備的支持。如下圖：

4  結束語

    在當今配電設施的應用中，洛三高速的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000dianlijiankongxitongzailuosangaosuxiangmudeyingyong
，keyishixianduipeidianshigongpeidianhuiluyongdiandeshishijiankong，bujinnengxianshihuiluyongdianzhuangkuang，haijuyouwangluotongxungongneng，keyiyutongxunguanliji、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
，實時顯示配電室內各配電回路的運行狀態
，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，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
，為商業廣場項目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]《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，本科。
任職單位：現任職於安科瑞電氣股份有限公司，技術交流：021-69158305 手機： 郵箱：