趙斌1

 1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：介紹寶鋼文化中心，采用綜合保護裝置、智能電力儀表
，采集配電現場的各種電參量和狀態信號。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變配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：寶鋼文化中心；35KV變電所；10KV變配電所；綜合保護裝置
；智能電力儀表
；Acrel-2000/3000型；電力監控係統。

0  概述

    寶鋼集團有限公司（簡稱寶鋼）是中國最具競爭力的鋼鐵企業，自2003年至2007年
，寶鋼連續五年進入世界500強。2007年，標準普爾評級公司宣布：寶鋼集團公司和寶鋼股份長期信用等級確認為“A-”，展望從上年的“穩定”上調為“正麵”，這是繼2006年12月寶鋼取得曆史最高評級“A-”後的又一突破。2007年
，寶鋼第三次進入美國《財富》雜誌評選的“全球最受尊敬的公司”榜單。

    上海寶鋼文化中心位於上海市寶山區牡丹江路1569號，建築麵積88000平方米，是集文化體育、商業於一體建築。

    本方案是為寶鋼文化中心35KV站和10KV站部分設計的電力監控係統。

1  需求分析

    現場共有三座變電室，分別為35KV變電室（35KV部分及10KV部分）、1#10KV變電室（10KV部分和0.4KV部分）、2#10KV變電室（10KV部分和0.4KV部分）。電力監控係統需要實現數據集中管理、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。

    對各回路儀表進行實時通訊狀態顯示。

    多用戶權限管理
，便於分級操作。

    本技術條件適用於寶鋼文化中心的變配電室。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。

2 係統方案

    監控係統主要實現對寶鋼文化中心變配電進行用電監控與電能管理。監控範圍為35KV變電室的綜合保護裝置、多功能儀表
、直流屏
、交流屏、變壓器溫控儀；1#10KV變電室的綜合保護裝置、變壓器溫控儀、低壓進線多功能儀表
；2#10KV變電室的綜合保護裝置、變壓器溫控儀

、低壓進線多功能儀表。係統接入35KV變電室17塊綜合保護裝置，21塊多功能儀表，1塊直流屏，2塊變壓器溫控儀，共分10條總線，總線直接接入本變電所內工控機擴展端口；1#10KV變電室6塊綜合保護裝置
，4塊多功能儀表，4塊變壓器溫控儀
，共分4條總線，總線直接接入本變電所內數據采集箱，通過光纖上傳數據至35KV變電室值班室主機；2#10KV變電室6塊綜合保護裝置，4塊多功能儀表，4塊變壓器溫控儀，共分4條總線
，總線直接接入本變電所內數據采集箱，通過光纖上傳數據至35KV變電室值班室主機，從而在監控主機上實現總線上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

係統網絡拓撲圖

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。在主要指置於值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網絡通訊層

    通訊層主要是由NPORT5410串口服務器
、以太網設備及總線網絡組成。NPORT5410串口服務器主要功能是監測現場智能儀表
、綜合保護裝置、直流屏、變壓器溫控儀；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現數據交互，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
、綜合保護裝置、直流屏
、變壓器溫控儀組成，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，實現遠程監控。

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(RVVSP2*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
，然後將數據上傳至串口服務器NPORT5410，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：

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、功率因數
、頻率、有功電度、無功電度。

3  係統功能

功能特點

    本係統采用全中文界麵
，操作簡單方便
；運行穩定可靠；係統具有一次係統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；係統提供了友好的人機交互界麵，一切操作均可在界麵上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界麵

    為保障係統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。定義不同級別用戶的登錄名
、密碼及操作權限，為係統運行維護管理提供可靠的安全保障。將用戶的級別分為操作工、工程師、係統管理員這三個等級，每個等級可以單獨賦給不同的操作權限



，包括進入運行、退出運行、報表管理。係統管理為最高等級用戶，高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶。

    監控係統界麵分為三塊
，標題界麵、配電係統界麵和菜單切換界麵。

    標題界麵中顯示當前登錄用戶及係統當前時間。

    係統界麵中顯示當前界麵對應各種參數。

    菜單切換界麵排布的按鈕為係統各個功能切換按鈕。不同的功能按鈕
，可進入相應的功能界麵。

配電監測界麵

配電監測功能

    可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，電能。在母線（既圖中橫線）上方數字（如：1H5）代表開關櫃

    當選擇以“管理員”shenfendengluxitonghou
，kezaixitongyicituzhongdianjihuilumingcheng，zhijieduihuilumingchengjinxingxiugai
，xiugaihouxitonghuizidongbaocun。xitongtuzhong
，gehuiludetongduanjiangtongguohonglvseqiehuanlaibiaoshi
，hongsebiaoshihuilujietong
，lvsebiaoshihuiluduankai。

    通過“直流溫控”按鈕，界麵可顯示直流屏，溫控儀實時采集的數據。

低壓係統圖

    此界麵可以觀測進線櫃及各出線櫃的實時運行狀態。

通訊狀態

    實shi時shi顯xian示shi接jie入ru係xi統tong的de各ge設she備bei的de通tong訊xun狀zhuang態tai
，能neng夠gou完wan整zheng的de顯xian示shi整zheng個ge係xi統tong網wang絡luo結jie構gou，可ke在zai線xian診zhen斷duan係xi統tong網wang絡luo通tong訊xun狀zhuang態tai，發fa生sheng網wang絡luo故gu障zhang時shi能neng自zi動dong在zai屏ping幕mu上shang顯xian示shi故gu障zhang單dan元yuan和he故gu障zhang部bu位wei。從cong而er方fang便bian係xi統tong維wei護hu人ren員yuan實shi時shi掌zhang握wo現xian場chang各ge設she備bei的de通tong訊xun狀zhuang態tai
，對dui出chu現xian異yi常chang的de設she備bei及ji時shi維wei護hu，保bao證zheng係xi統tong的de穩wen定ding運yun行xing。  

通訊狀態圖

    tongxunzhuangtainenggoukandaozhenggexitongdefenbushiwangluojiegou，gaixitongjuyouwangluozhenduangongneng。nengshishijiankongxitongwangluotongxunzhuangtai
，chuxianwangluoguzhangshi，xitongzidongxianshiguzhangxianlujijutidanyuan。hongsebiaoshitongxunzhengchang，lvsebiaoshiyibiaotongxunchuxianguzhang。jishitongzhiweixirenyuanjinxingzhaxunguzhangyuanyin。

電參量報表

    實時電力參數和曆史電力參數的存儲和管理功能
，所有實時采集的數據
、順序事件記錄等均可保存到實時數據庫。在監控畫麵中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等，並通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。

    設置需要查詢的時間
，點擊查詢按鈕即可查詢曆史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數
、電能。

    該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻係統運行中是否出現電壓不穩定，電流越限

，功率、功率因數是否符合要求。以此為依據，對係統進行更好的管理和優化。

    報表可以以電子表格的方式導出
，同時具備打印功能。點擊打印報表
，按需要即可打印報表。

電能報表

    以(yi)豐(feng)富(fu)的(de)數(shu)據(ju)報(bao)表(biao)體(ti)現(xian)計(ji)量(liang)體(ti)係(xi)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)。係(xi)統(tong)具(ju)備(bei)各(ge)回(hui)路(lu)定(ding)時(shi)抄(chao)表(biao)彙(hui)總(zong)統(tong)計(ji)功(gong)能(neng)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)自(zi)由(you)查(zha)詢(xun)自(zi)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)以(yi)來(lai)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)各(ge)配(pei)電(dian)節(jie)點(dian)的(de)用(yong)電(dian)情(qing)況(kuang)，即(ji)該(gai)節(jie)點(dian)進(jin)線(xian)用(yong)電(dian)量(liang)與(yu)各(ge)分(fen)支(zhi)回(hui)路(lu)消(xiao)耗(hao)電(dian)量(liang)的(de)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)報(bao)表(biao)。該(gai)功(gong)能(neng)使(shi)得(de)用(yong)電(dian)可(ke)視(shi)透(tou)明(ming)
，並(bing)在(zai)用(yong)電(dian)誤(wu)差(cha)偏(pian)大(da)時(shi)可(ke)追(zhui)溯(su)，維(wei)護(hu)計(ji)量(liang)體(ti)係(xi)的(de)正(zheng)確(que)性(xing)。

電能報表功能

    用(yong)電(dian)量(liang)的(de)管(guan)理(li)以(yi)報(bao)表(biao)形(xing)式(shi)呈(cheng)現(xian)
，該(gai)報(bao)表(biao)可(ke)以(yi)呈(cheng)現(xian)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)期(qi)間(jian)的(de)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)的(de)各(ge)回(hui)路(lu)用(yong)電(dian)
，每(mei)個(ge)進(jin)線(xian)回(hui)路(lu)及(ji)它(ta)所(suo)帶(dai)的(de)出(chu)線(xian)回(hui)路(lu)製(zhi)作(zuo)在(zai)一(yi)張(zhang)表(biao)內(nei)


，可(ke)方(fang)便(bian)查(zha)詢(xun)。

    通過調節開始時間和結束時間，即可顯示此時間段內的用電量。

    該報表可以以電子表格的方式導出
，同時具備打印功能。

電流曲線

    對配電係統總進線回路（或重要負荷的出線）設she計ji了le電dian流liu勢shi曲qu線xian。便bian於yu配pei電dian維wei護hu人ren員yuan及ji時shi掌zhang握wo用yong電dian需xu求qiu與yu供gong電dian係xi統tong負fu荷he占zhan比bi
，確que保bao供gong電dian可ke靠kao性xing，為wei用yong戶hu單dan位wei的de用yong能neng權quan益yi提ti供gong保bao障zhang。借jie助zhu該gai功gong能neng，還hai可ke分fen析xi用yong能neng需xu量liang的de增zeng長chang趨qu勢shi
，適shi時shi調tiao整zheng需xu量liang申shen報bao，減jian少shao因yin需xu量liang偏pian差cha過guo大da造zao成cheng的de多duo餘yu繳jiao費fei。

電流曲線功能

     曲線圖表的X軸表示時間跨度，Y軸表示量程，選擇相應的回路刷新曲線，可顯示選定回路的一天和七天的曆史曲線顯示；

    電流曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。

報警及事件

實時報警

    實時報警窗口監測係統所采集的遙測量。報警窗口會在係統運行時自動打開
，並一直隱藏在後台。

    當有電流或者電壓越限，並且觸及報警界限時

，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，並以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量

、報警值等。

曆史報警

    通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)開(kai)始(shi)時(shi)間(jian)和(he)結(jie)束(shu)時(shi)間(jian)，即(ji)可(ke)查(zha)詢(xun)到(dao)過(guo)去(qu)任(ren)意(yi)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)的(de)係(xi)統(tong)報(bao)警(jing)信(xin)息(xi)，包(bao)括(kuo)遙(yao)測(ce)報(bao)警(jing)和(he)遙(yao)信(xin)報(bao)警(jing)，還(hai)包(bao)括(kuo)具(ju)體(ti)的(de)報(bao)警(jing)時(shi)間(jian)
，報(bao)警(jing)類(lei)型(xing)，報(bao)警(jing)內(nei)容(rong)等(deng)。

係統事件

係統事件查詢功能

    此界麵中

，選擇“實時事件”，可以查看當前狀態下係統的各部分運作情況，選擇“事件查詢”，可以查詢任意時刻的運作情況。

4  結束語

    在當今配電設施的應用中
，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000dianlijiankongxitongzaibaogangwenhuazhongxindeyingyong，keyishixianduibiandiansuogongpeidianhuiluyongdiandeshishijiankong
，bujinnengxianshihuiluyongdianzhuangkuang，haijuyouwangluotongxungongneng
，keyiyuchuankoufuwuqi
、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
，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：