摘要

    介紹平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司，采用智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

0 概述 

    平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司(以下簡稱中選自控)是中煤工程設計研究總院 （以下簡稱中國煤）的全資二級子企業(yè)，是中國煤炭科工集團公司（以下簡稱中國煤炭科工）的三級子企業(yè)，是中國煤炭協(xié)會選煤分會理事單位，位于河南省平頂山市。

    本次項目為平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司低壓變配電所部分的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1 需求分析

    現(xiàn)場共有一座0.4KV配電室。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值等信息。

    對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。

    對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。

    本技術(shù)條件適用于平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司的0.4KV配電室低壓柜。供方產(chǎn)品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

    監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司變電所的0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變電所T1變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜儀表進行遠程實時監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入變電所33只多功能電力儀表，分1條總線，總線直接接入本變電所內(nèi)采集設備，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

網(wǎng)絡拓撲圖

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡通訊層

    通訊層主要是由USB/485、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。USB/485主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設備層

    現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)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(xié)議總線型連接該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

    現(xiàn)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(shù)量在32只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至USB/485，進而將數(shù)據(jù)上傳至當?shù)乇O(jiān)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(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

3  系統(tǒng)功能

功能特點

    系統(tǒng)開機后會通過點擊相應的快捷方式圖標，即可進入操作系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    點擊桌面上的“平頂山選煤設計研究院電氣改造工程變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)”，軟件開始運行。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入對應的密碼，點擊登錄按鈕，才可進入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)，否則無法查看。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權(quán)限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權(quán)限。

    進入監(jiān)控系統(tǒng)界面后，會發(fā)現(xiàn)整個界面分為三塊，標題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

    在菜單切換界面中含有小化及退出2個快捷功能。當選擇退出時，系統(tǒng)將彈出如果點擊確認，則退出所

有程序；如果點擊取消，則不會對系統(tǒng)操作。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部是菜單切換界面，該界面排的7個按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。

    通過點擊菜單切換界面上的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。

配電監(jiān)測

配電監(jiān)測功能說明

詳細參數(shù)

    可查看個配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，三相電壓，進線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱，和出線回路的電流、回路名稱。

    當選擇管理員身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱進行修改，修改后系統(tǒng)會自動保存，在此界面在此界面可查看三相表的詳細參數(shù)。

    系統(tǒng)圖的各個回路圖標和母線圖標在沒有通電時會顯示綠色，上電后會顯示紅色，以此區(qū)分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說明

    點擊菜單欄的“通訊狀態(tài)” 。

    進入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)網(wǎng)絡診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡故障時，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。

電參量報表

電參量報表功能說明

    點擊菜單欄上的“電參量報表” 。

    設置時間控件的時間，點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數(shù)、電能。

    該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數(shù)是否符合要求。以次為依據(jù)，對系統(tǒng)進行更好的管理和優(yōu)化。如有多張表格，可在表頁下端選擇切換。

    該報表可以以電子表格的方式導出和具備打印功能.

電能報表

電能報表功能說明

    點擊菜單欄上的“電能報表” 。

    對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內(nèi)的各回路用電，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。如有多張表格，可在表頁下端選擇切換。

    通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量，也可以以電子表格的形式導出和打印。

電流曲線

電流曲線功能說明

    點擊配電系統(tǒng)圖對應回路上的“電流曲線” 。

    選擇一個回路后，回路名稱會在窗口上方顯示。曲線圖表的X軸表示時間跨度，Y軸表示量程。點擊“刷新曲線” ，可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；點擊“搜索曲線” ，通過調(diào)節(jié)“開始時間”可顯示過去一天和七天時間段內(nèi)的選定回路的電流趨勢曲線。通過修改“鼠標縮放” ，可任意放大選定區(qū)域內(nèi)的曲線。

    電流曲線可以幫助用戶進行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報警及事件

報警及事件二級菜單

報警及事件二級菜單

    通過點擊報警及事件二級菜單上的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。

實時報警

遙測實時報警功能

    實時報警窗口分為“遙測實時報警”、遙信實時報警，分別監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量和遙信量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并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。

歷史報警

報警歷史查詢

    點擊 報警及事件二級菜單的“遙測歷史報警” 。

    點擊查詢按鈕，通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內(nèi)容等。

用戶管理

用戶管理功能說明

    點擊菜單欄的“用戶管理” 。

    用戶管理界面為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關(guān)的功能。“用戶登錄”可以實現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置”，修改所有用戶的登錄密碼；

4  結(jié)束語

    在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司的應用，可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與采集器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，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，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)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(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡介：

周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)