趙斌

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：介紹江蘇中原建設集團有限公司10KV正zheng式shi用yong電dian工gong程cheng電dian能neng管guan理li係xi統tong
，采cai用yong智zhi能neng電dian力li儀yi表biao采cai集ji配pei電dian現xian場chang的de各ge種zhong電dian參can量liang和he開kai關guan信xin號hao。係xi統tong采cai用yong現xian場chang就jiu地di組zu網wang的de方fang式shi，組zu網wang後hou通tong過guo現xian場chang總zong線xian通tong訊xun並bing遠yuan傳chuan至zhi後hou台tai，通tong過guoAcrel-3000型電能管理係統實現變電所配電回路用電的實時監控。

關鍵詞：工程公司辦公樓;江蘇中原建設集團有限公司10KV正式用電工程;樓層；智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理係統。

0 概述 

  江蘇中原建設集團有限公司10KV正式用電工程位於昆山市前進西路1633號。

  本項目為江蘇中原建設集團有限公司10KV正式用電工程的電能管理係統。根據配電係統管理的要求，需要對樓層B1F至15F的隔層配電箱出線分別進行電力監控

，以保證用電的安全、可靠和高效。

  Acrel-2000型低壓智能配電係統，充分利用了現代電子技術
、計算機技術、網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)和(he)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)的(de)最(zui)新(xin)發(fa)展(zhan)，對(dui)變(bian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)分(fen)散(san)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)和(he)集(ji)中(zhong)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)。對(dui)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)二(er)次(ci)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)組(zu)網(wang)
，通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)和(he)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)，將(jiang)分(fen)散(san)的(de)配(pei)電(dian)所(suo)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)為(wei)一(yi)個(ge)有(you)機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)
，實(shi)現(xian)電(dian)網(wang)運(yun)行(xing)的(de)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)和(he)集(ji)中(zhong)管(guan)理(li)。

1 係統結構描述

  本監控係統主要實現江蘇中原建設集團有限公司10KV正式用電工程B1F至15F各層的0.4kV配電係統進行用電監控與電能管理。監控範圍為50台安科瑞自製型號為PZ80L-E4/CK的多功能電力儀表進行遠程實時監控和電能管理。該係統50隻多功能電力儀表
，分2條tiao總zong線xian，這zhe兩liang條tiao總zong線xian通tong過guo屏ping蔽bi雙shuang絞jiao線xian拉la至zhi協xie議yi轉zhuan換huan隔ge離li器qi，後hou直zhi接jie拉la至zhi值zhi班ban室shi連lian接jie到dao監jian控kong主zhu機ji，實shi現xian總zong線xian上shang儀yi表biao與yu監jian控kong主zhu機ji的de數shu據ju連lian通tong。

  本監控係統采用分層分布式結構



，即站控層
，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）低壓網絡拓撲圖

  間隔設備層主要為：安科瑞多功能網絡電力儀表、開關量
、模擬量采集模塊和智能斷路器等。

  這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

  網絡通訊層主要為：協議轉換隔離器
，其主要功能為把RS485信號轉換成RS232信號
，完成現場層和站控層之間的數據交互。

  站控管理層：設有高性能工業計算機
、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控係統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況
，以人機交互的形式顯示給用戶。

  以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸
，一般都采用二根連線，接線簡單方便
；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合

，抗噪聲幹擾能力增強
，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

2 電能管理係統主要功能

2.1  數據采集與處理

  數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U
、三相電流I
、頻率Hz
、功率P、功率因數COSφ
、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

  數shu據ju處chu理li主zhu要yao是shi把ba按an要yao求qiu采cai集ji到dao的de電dian參can量liang實shi時shi準zhun確que的de顯xian示shi給gei用yong戶hu，達da到dao配pei電dian監jian控kong的de自zi動dong化hua化hua和he智zhi能neng化hua要yao求qiu
，同tong時shi把ba采cai集ji到dao的de數shu據ju存cun入ru數shu據ju庫ku供gong用yong戶hu查zha詢xun。

2.2  人機交互

  係統提供簡單、易用
、良好的用戶使用界麵。采用全中文界麵，CAD圖形顯示低壓配電係統電氣一次主接線圖，顯示配電係統設備狀態及相應實時運行參數，畫麵定時輪巡切換；畫麵實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

2.3  曆時史事件

  曆史事件查看界麵主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄
、信號記錄、操作記錄、越yue限xian記ji錄lu提ti供gong方fang便bian友you好hao的de人ren機ji交jiao互hu，通tong過guo曆li史shi事shi件jian查zha看kan平ping台tai，您nin可ke以yi根gen據ju自zi己ji的de要yao求qiu和he查zha詢xun條tiao件jian方fang便bian定ding位wei您nin所suo要yao查zha看kan的de曆li史shi事shi件jian，為wei您nin把ba握wo整zheng個ge係xi統tong的de運yun行xing情qing況kuang提ti供gong了le良liang好hao的de軟ruan件jian支zhi持chi。

2.4  數據庫建立與查詢

  主要完成遙測量和遙信量定時采集
，並且建立數據庫
，定期生成報表
，以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權限管理

  針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)級(ji)別(bie)的(de)用(yong)戶(hu)，設(she)置(zhi)不(bu)同(tong)的(de)權(quan)限(xian)組(zu)，防(fang)止(zhi)因(yin)人(ren)為(wei)誤(wu)操(cao)作(zuo)給(gei)生(sheng)產(chan)，生(sheng)活(huo)帶(dai)來(lai)的(de)損(sun)失(shi)，實(shi)現(xian)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)，可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)。可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)用(yong)戶(hu)管(guan)理(li)進(jin)行(xing)用(yong)戶(hu)登(deng)錄(lu)、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

2.6  運行負荷曲線

  負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)功(gong)能(neng)主(zhu)要(yao)負(fu)責(ze)定(ding)時(shi)采(cai)集(ji)進(jin)線(xian)及(ji)重(zhong)要(yao)回(hui)路(lu)電(dian)流(liu)和(he)功(gong)率(lv)負(fu)荷(he)參(can)量(liang)
，自(zi)動(dong)生(sheng)成(cheng)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)趨(qu)勢(shi)曲(qu)線(xian)的(de)，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)及(ji)時(shi)了(le)解(jie)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)負(fu)荷(he)狀(zhuang)況(kuang)。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)；可以查看實時趨勢曲線或曆史趨勢線；對所選曲線可以進行平移
、縮放、量程變換等操作
，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶
，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。

2.7  遠程報表查詢

  報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把係統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

  報表具有自由設置查詢時間實現日

、月、年的電能統計
，數據導出和報表打印等功能。

3  案例分析

  江蘇中原建設集團有限公司10KV正式用電工程電能管理係統監控區域為樓層配電箱，本項目針對樓層配電係統進行用電監控與電能管理。

  現場所有回路均采用PZ80L-E4/KC多功能儀表，其是針對電力係統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表
，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、無功電度等多種電參量。並且本儀表帶有2路光電隔離開關量輸入接點
，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信操作。該係列網絡電力儀表主要應用於變電站自動化
、配電網自動化、小區電力監控
、工業自動化、能源管理係統及智能建築等領域。

  低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流
，功率
，功率因數，電能

，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

圖（2）低壓配電二次圖

  yaoxinheyaocebaojinggongneng，zhuyaowanchengduidiyagechuxianhuiludekaiguanyunxingzhuangtaihefuzaijinxianjiankong，duikaiguanbianweihefuzaiyuexiandanchubaojingjiemianzhishijutidebaojingweizhibingshengyinbaojing，tixingzhibanrenyuanjishichuli。fuzaiyuexianzhizaixiangyingquanxianxiakeziyoushezhi。jubeilishizhaxungongneng。jiantu（3）。

圖（3） 實時及曆史遙信遙測報警信息查詢

  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，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢15層樓層各低壓回路的電參數
，主要包括：三相電流
、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數據庫關聯

，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）。

圖（4） 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，某mou段duan時shi間jian內nei的de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yiEXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。

圖（5） 電能報表

  係(xi)統(tong)通(tong)訊(xun)結(jie)構(gou)示(shi)意(yi)圖(tu)，主(zhu)要(yao)顯(xian)示(shi)係(xi)統(tong)的(de)組(zu)網(wang)結(jie)構(gou)
，係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)分(fen)層(ceng)分(fen)布(bu)式(shi)結(jie)構(gou)，同(tong)時(shi)監(jian)測(ce)間(jian)隔(ge)層(ceng)設(she)備(bei)的(de)通(tong)信(xin)狀(zhuang)態(tai)。紅(hong)色(se)表(biao)示(shi)通(tong)訊(xun)正(zheng)常(chang)，綠(lv)色(se)表(biao)示(shi)通(tong)訊(xun)故(gu)障(zhang)。見(jian)圖(tu)（6）。

圖（6）係統通訊結構示意圖

4  結束語

  隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電力監控係統已成為全國各地重點工程項目
、標誌性建築/大型公共設施等大麵積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理係統在江蘇中原建設集團有限公司10KV正(zheng)式(shi)用(yong)電(dian)工(gong)程(cheng)的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)樓(lou)層(ceng)配(pei)電(dian)回(hui)路(lu)用(yong)電(dian)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理(li)

，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ji算suan機ji等deng組zu成cheng電dian力li監jian控kong係xi統tong，方fang便bian值zhi班ban人ren員yuan的de遠yuan程cheng管guan理li，利li於yu節jie省sheng電dian能neng抄chao表biao的de時shi間jian
，將jiang信xin息xi化hua帶dai入ru配pei電dian監jian控kong。係xi統tong實shi現xian對dui采cai集ji數shu據ju的de分fen析xi
、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及語音提示，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，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。［2］

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
，安科瑞電氣股份有限公司工程師，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統.

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