楊軍軍
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定
摘要：本文介紹安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在成都東客站的應(yīng)用，是安科瑞為智能配電提供解決方案案例之一。實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的分散式采集和集中控制管理，為值班人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；同時(shí)該電力系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)電力、電量和電壓質(zhì)量，為值班人員開(kāi)展能源審計(jì)，調(diào)整用電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率，實(shí)行均衡用電、節(jié)約用電、減少電費(fèi)支出，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。
關(guān)鍵詞：成都東客站 智能電力儀表 Acrel-2000型 電力監(jiān)控系統(tǒng)
概述
電力監(jiān)控系統(tǒng)是指利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電力設(shè)備的正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、電力計(jì)量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以同智能樓宇系統(tǒng)BAS、企業(yè)資源計(jì)劃ERP融合在一起，以達(dá)到良好管理。
智能電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓開(kāi)關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、電力變壓器的電參量和工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因數(shù)、電度、頻率和電流開(kāi)關(guān)狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，當(dāng)參數(shù)值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警，并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)可以對(duì)各回路用電量進(jìn)行計(jì)量。它以較少的投資，極大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和自動(dòng)化水平。
1 項(xiàng)目概況
成都東客站位于成都成華開(kāi)發(fā)區(qū)，三環(huán)路成渝立交處；該項(xiàng)目是成都2010年重點(diǎn)建設(shè)工程，是西南地區(qū)標(biāo)志性建筑之一。在該項(xiàng)目中，我公司主要負(fù)責(zé)完成對(duì)成都東站電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試等相關(guān)工作。本監(jiān)控系統(tǒng)范圍：適用于東客站上下5層(包含夾層)所有動(dòng)力柜上的智能儀表（PZ80L-E4/K、ARTU-K32）。
2 用戶需求
一）該項(xiàng)目中，系統(tǒng)功能需滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的下列要求：
a) 配電監(jiān)測(cè)：配有主機(jī)2臺(tái)，一主一備，顯示監(jiān)控對(duì)象的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，包括ARTU開(kāi)關(guān)量信息。對(duì)智能儀表的通訊狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
b) 遙測(cè)功能：具有對(duì)所有回路電參量定時(shí)采集功能。
c) 報(bào)表功能：具有所有回路的電能統(tǒng)計(jì)功能，可以查詢?nèi)我鈺r(shí)間段，任一回路的電能，可以生成所需要的日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。
d) 權(quán)限管理：分級(jí)用戶操作口令，不同級(jí)別用戶具有不同的操作權(quán)限。
e) 電流曲線:支持對(duì)所有回路3相電流的曲線查詢。
二） 施工工藝符合有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，線纜敷設(shè)及設(shè)備安裝安全、規(guī)范。儀表接線由專(zhuān)業(yè)電工完成，符號(hào)有關(guān)電氣安裝操作規(guī)范。
3 設(shè)計(jì)方案
安科瑞公司根據(jù)成都東客站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況為其選用了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。
3.1 Acrel -2000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行國(guó)家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國(guó)標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC最新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時(shí)，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
GB2887-2000 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》
DL/T770-2001 《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB-14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T15145-2001 《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤(pán)、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》
DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
3.2 Acrel-2000設(shè)計(jì)方案
成都東客站系統(tǒng)拓?fù)鋱D
上圖為安科瑞電氣股份有限公司為成都東客站項(xiàng)目設(shè)計(jì)的Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D；Acrel-2000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源）、通訊管理層（通訊管理機(jī)、光電轉(zhuǎn)換器、工業(yè)交換機(jī)）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層（現(xiàn)場(chǎng)智能裝置）。
如圖所示：現(xiàn)場(chǎng)中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線連接現(xiàn)場(chǎng)智能裝置的RS485通訊接口，每根總線連接儀表的最大數(shù)量為32臺(tái)。在現(xiàn)場(chǎng)6間弱電機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有通訊采集箱，動(dòng)力柜和墻柜內(nèi)的智能裝置連接至附近的通訊采集箱內(nèi)，然后通過(guò)光纖上傳至中控室內(nèi)，在后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集處理。
4 施工調(diào)試反饋
4.1 現(xiàn)場(chǎng)布線施工及調(diào)試階段
成都東客運(yùn)火車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)低壓部分共有220個(gè)低壓配電柜。客運(yùn)站共分五層：負(fù)一層、負(fù)一層夾、一層、一層夾、二層。現(xiàn)場(chǎng)通訊線纜采用屏蔽雙絞線及光纖共同組合布線方式。現(xiàn)場(chǎng)共采用六路光纖。分別將西南角、西北角、東南角、東北角、南中部、北中部現(xiàn)場(chǎng)總線匯集到中控室。現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力柜比較分散，在布線施工方面難度比較大。在調(diào)試階段，現(xiàn)場(chǎng)施工單位比較多，進(jìn)入強(qiáng)電配電房及弱電機(jī)房與各家施工單位的協(xié)調(diào)問(wèn)題比較復(fù)雜，通訊調(diào)試期，通訊線纜斷截現(xiàn)象，部分區(qū)域蓋板已封，給檢查通訊故障工作造成困難。
4.2 智能裝置通訊問(wèn)題
在調(diào)試階段通過(guò)屏蔽雙絞線上傳數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤碼，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的檢查，是由于現(xiàn)場(chǎng)智能裝置之間距離比較遠(yuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)衰減比較嚴(yán)重，經(jīng)上海安科瑞電氣股份有限公司技術(shù)部討論決定，在每根總線上加裝中繼器來(lái)放大信號(hào)，更改實(shí)施后，數(shù)據(jù)上傳正常。
5 系統(tǒng)功能
5.1 系統(tǒng)初始主界面
系統(tǒng)在進(jìn)入運(yùn)行階段，通過(guò)進(jìn)度條的顯示，使用戶能準(zhǔn)確查看系統(tǒng)運(yùn)行的進(jìn)度狀況，防止在系統(tǒng)沒(méi)有完全運(yùn)行起來(lái)，因用戶操作造成數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)誤碼。
系統(tǒng)成功運(yùn)行后進(jìn)入操作界面，系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面，值班人員在登錄權(quán)限后可查看分區(qū)域內(nèi)智能裝置的遙信狀態(tài)（分閘、合閘）以及遙測(cè)值（電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電度）。
5.2. 分區(qū)域?qū)崟r(shí)電參量
登陸普通權(quán)限用戶，通過(guò)主界面的操作，即可以查看各個(gè)區(qū)域運(yùn)行的電參量（電流、電壓、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、電度、），對(duì)各個(gè)回路的分合閘狀態(tài)通過(guò)回路數(shù)據(jù)顏色變化來(lái)顯示出來(lái)（紅色代表合閘、綠色代表分閘）。同時(shí)各個(gè)回路都支持曲線查詢功能，通過(guò)該界面的操作即可查詢每一路的電流趨勢(shì)曲線。
5.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警
在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間和回路名稱，以便車(chē)站值班人員查詢，追憶故障原因。
5.4 趨勢(shì)曲線分析
Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析界面，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便車(chē)站值班人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
5.5 報(bào)表統(tǒng)計(jì)
系統(tǒng)采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動(dòng)生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能，可對(duì)某一回路的某一時(shí)間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，同時(shí)這些報(bào)表也能以Excel的格式導(dǎo)出，歷史記錄保留3年以上。
5.6其他功能
其它日常管理，如運(yùn)行記錄及交接班記錄管理，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、缺陷、維修記錄管理、規(guī)章制度等。管理功能滿足用戶要求，適用、方便、資源共享。各種文檔能存儲(chǔ)、檢索、編輯、顯示、打印。
6 運(yùn)行效果
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行減小了維護(hù)人員工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，有利于車(chē)站合理安排檢修計(jì)劃，降低成本，對(duì)隱患提前預(yù)警，防止事故發(fā)生，保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。各種資料、圖紙、報(bào)表實(shí)現(xiàn)電子信息化實(shí)現(xiàn)各電力參數(shù)，狀態(tài)信息實(shí)時(shí)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)控制，為改善電力品質(zhì)及供電可靠性提供第一手資料。可實(shí)現(xiàn)信息的擴(kuò)展與互連。作為Intranet一部分，可實(shí)現(xiàn)與BAS系統(tǒng)或全廠MIS系統(tǒng)無(wú)縫連接。
7 總結(jié)
隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國(guó)各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在成都東客站的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可是進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語(yǔ)音提示，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為大型公建設(shè)施用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4
作者簡(jiǎn)介：
楊軍軍，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電。Email: 2880157877@qq.com 手機(jī)：15216816024 021-69151071 QQ:2880157877
