居民小區(qū)變配電電力監(jiān)控系統(tǒng)
戴金花
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰
【摘要】：本文主要通過安科瑞電氣股份有限公司承建的成都東苑小區(qū)變配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，介紹當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流的配電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配置、與傳統(tǒng)人員值班監(jiān)視的對(duì)比以及它的功能實(shí)現(xiàn)等。
【關(guān)鍵詞】：電力監(jiān)控軟件;網(wǎng)絡(luò)電力儀表;中建二局;小區(qū)配電;配電自動(dòng)化;
引言
目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，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急劇增加，對(duì)供配電的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。鑒于目前各行業(yè)對(duì)配電系統(tǒng)安全、可靠性的較高要求，本文通過在用戶端智能配電系統(tǒng)解決方案方面的成熟廠商安科瑞電氣股份有限公司的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在成都東苑小區(qū)的應(yīng)用為例，介紹當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流的配電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配置、與傳統(tǒng)人員值班監(jiān)視的優(yōu)勢(shì)對(duì)比以及它的功能實(shí)現(xiàn)等。隨著Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在成都東苑小區(qū)高低壓配電系統(tǒng)中的竣工運(yùn)行，很好的實(shí)現(xiàn)住宅區(qū)高低壓變電所的用電數(shù)據(jù)集中管理和數(shù)據(jù)的完整保存,提高了該小區(qū)配電系統(tǒng)的可靠性、安全性。該系統(tǒng)對(duì)提高供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，促進(jìn)供電系統(tǒng)管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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項(xiàng)目概述
中建二局投改項(xiàng)目(成都東苑小區(qū)高低壓配電系統(tǒng)項(xiàng)目)電力監(jiān)控系統(tǒng)位于成都高新區(qū)桂溪路123號(hào)，建筑性質(zhì)為居民住宅。該項(xiàng)目共有兩個(gè)配電房：高壓配電房、低壓配電房。現(xiàn)場(chǎng)高壓部分采用的是西門子7SJ68的微機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)備數(shù)量為9只;低壓部分變壓器出線采用PMAC720電力儀表，低壓各支路采用PMAC600-B，低壓部分的儀表總數(shù)為90只。高壓配電房與低壓配電室相距約300米。
本項(xiàng)目在配電系統(tǒng)的監(jiān)視方面擁有兩個(gè)方案，方案一是傳統(tǒng)的人工監(jiān)視，方案二是借助配電監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)視，人員輔助即可。結(jié)合本項(xiàng)目，采用兩種方案的優(yōu)劣分析如下：
方案
功能方案一傳統(tǒng)人工監(jiān)視方案二后臺(tái)監(jiān)視
實(shí)時(shí)性人工抄錄，1小時(shí)一次，耗費(fèi)人力計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集，1次/秒，實(shí)時(shí)性強(qiáng)
存儲(chǔ)管理紙質(zhì)記錄，再錄入計(jì)算機(jī)，二次耗費(fèi)人力，且易出錯(cuò)，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)10年以上，查詢速度快，記錄準(zhǔn)確。
數(shù)據(jù)安全分散管理，手工定時(shí)備份，對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確同步集中管理，系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)備份，數(shù)據(jù)完全自動(dòng)最新備份
設(shè)備管理各個(gè)抽屜柜回路通斷電要現(xiàn)場(chǎng)去查看，斷電時(shí)無(wú)報(bào)警通過后臺(tái)一次系統(tǒng)圖清晰展示，回路跳閘時(shí)，后臺(tái)自動(dòng)記錄，并伴隨自動(dòng)報(bào)警
經(jīng)衡量，用戶決定采用方案二對(duì)其配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化管理。同時(shí)用戶也對(duì)該自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)后臺(tái)提出了幾點(diǎn)需求。
用戶需求
電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示
完成對(duì)各配電回路的電壓、電流或功率繪制趨勢(shì)曲線
完成對(duì)各回路的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表，所有報(bào)表或圖表支持查詢打印功能
對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的通訊狀態(tài)或異常用電進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時(shí)掌握并分析配電運(yùn)行情況
承建方設(shè)計(jì)參照標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 13729-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備》
GB/T 2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》
DL/T 5430-2009 《無(wú)人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控中心設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB/T 2887-2011 《計(jì)算機(jī)場(chǎng)地通用規(guī)范》
DL/T 5002-2005 《地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
DL/T 634.5101-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng) 第5-101部分：傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T 5391-2007 《電力系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》
DL/T645-2007 《多功能電能表通訊協(xié)議》
設(shè)計(jì)方案
現(xiàn)場(chǎng)高壓部分采用的是西門子7SJ68的微機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)備數(shù)量為9只;低壓部分變壓器出線采用PMAC720電力儀表，低壓各支路采用PMAC600-B，低壓部分的儀表總數(shù)為90只。高壓配電房與低壓配電室相距約300米。現(xiàn)場(chǎng)儀表均采用符合電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU通訊協(xié)議。監(jiān)控后臺(tái)放置在高壓配電室。安科瑞電氣股份有限公司于2012年4月份承建了成都東苑小區(qū)的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，根據(jù)成都東苑小區(qū)的實(shí)際情況為其量身定制了一套ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。
整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為采集現(xiàn)場(chǎng)各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測(cè)信息以及斷路器分合閘狀態(tài)以及故障等開關(guān)量狀態(tài);網(wǎng)絡(luò)管理層主要包括通訊管理機(jī)、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、交換機(jī)等，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的上傳及指令的下達(dá);監(jiān)控管理層為整個(gè)系統(tǒng)的核心，所有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況的顯示、控制指令的下達(dá)均通過該部分完成。
詳細(xì)設(shè)備組網(wǎng)方案：
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Acrel-2000軟件功能介紹
友好的人機(jī)交互界面(HMI)
標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況;龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能;分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。
用戶管理
本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等)，將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等)，并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。
趨勢(shì)曲線分析
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)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
報(bào)表管理
系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。可自動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置;系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。
事件記錄和故障報(bào)警
系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
五遙功能
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測(cè)”、“遙調(diào)”功能，還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)”功能。
遙信：實(shí)時(shí)對(duì)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)工作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和自動(dòng)報(bào)警。
遙控：通過計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號(hào)、開關(guān)號(hào)、合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開關(guān)狀態(tài)反饋出來(lái)，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時(shí)記錄操作時(shí)間、類型、合開關(guān)號(hào)等。
遙測(cè)：通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動(dòng)生成報(bào)表。
遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。
遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字;以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。
系統(tǒng)在項(xiàng)目上運(yùn)行記錄
軟件顯示界面-1#變壓器：
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低壓一次圖
軟件顯示界面-高壓一次側(cè)：以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息，開關(guān)狀態(tài)直接以顏色區(qū)分顯示在界面上(紅色表示合閘，綠色表示分閘)。配電現(xiàn)場(chǎng)的情況一目了然。
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高壓一次圖
軟件顯示界面-趨勢(shì)曲線：實(shí)現(xiàn)了用戶所要求的通過對(duì)各配電回路的電壓、電流或功率繪制趨勢(shì)曲線，分析該回路配電運(yùn)行工況，負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。
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日?qǐng)?bào)表
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任意時(shí)段抄表
電能匯總報(bào)表，列出每日用戶電能數(shù)據(jù)，方便客戶查詢和打印。根據(jù)業(yè)主需求可以查看日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表，清晰了解各用戶在某一時(shí)間段內(nèi)的用電狀況，極大方便了管理員的用電管理。
結(jié)束語(yǔ)
該項(xiàng)目所采用的系統(tǒng)方便實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，運(yùn)行穩(wěn)定、安全，極大的方便了管理員對(duì)用戶用電便捷、準(zhǔn)確化管理，為管理者進(jìn)行內(nèi)部計(jì)量考核做出了依據(jù)，亦為進(jìn)一步的節(jié)能管理及節(jié)能措施的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。
參考資料
[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社
作者簡(jiǎn)介：
戴金花，女，漢族，本科，銷售工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)
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