陸曉君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：用戶側配電系統(tǒng)的智能化、精細化、無人值守是當下配電管理的必然趨勢。針對用戶側的配電進線回路，設計安裝智能儀表，再通過后臺系統(tǒng)來實時監(jiān)測各用能回路的工作狀態(tài)；并記錄各個回路的電力參數(shù)。通過實時監(jiān)控用能以及相關電力參數(shù)、提高用能安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現(xiàn)了配電系統(tǒng)監(jiān)控的無人值守。通過用能的實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的采集及存儲，明確用戶的電能使用水平以及配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，為用戶節(jié)約電力維護成本、物業(yè)的管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)，后期亦可根據(jù)對配電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)的分析制定相應的配電系統(tǒng)維護方案?，F(xiàn)就布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所項目中使用的ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)對用戶側用能智能化做一簡要介紹。

關鍵詞：布勒（常州）糧食及食品   智慧工廠    智能配電系統(tǒng)  配電自動化

0、引言

  用戶側配電系統(tǒng)的智能化，科學化管理已經(jīng)成為當前配電系統(tǒng)的主流需求。針對用戶側配電體系設計的智能配電系統(tǒng)已經(jīng)是當下業(yè)主以及電力托管公司的*系統(tǒng)。通過搭建配電系統(tǒng)，對用戶側配電架構的梳理，在關鍵節(jié)點安裝智能儀表，搭建供配電監(jiān)測體系，完成用戶配電系統(tǒng)的智能化管理。

  ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)正是針對以上趨勢而研發(fā)的用戶端電力監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及0.4KV變電所內重要回路進行計量，通過對監(jiān)測回路用能的實時計量、存儲、分析，以表格或圖形的形式來顯示整個配電體系的運轉狀態(tài)，為管理者智能化管理，提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

  本文以布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所項目為例，簡單介ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所電力工程配電系統(tǒng)中的應用。

1、項目介紹

  本工程為布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所配電工程，用電地點在常州。設計范圍為廠房的四個重要配電節(jié)點：10KV開閉所，辦公樓變電所，1#車間變電所，2#車間變電所。

現(xiàn)針對本項目中的高壓綜保、低壓溫控、低壓多功能儀表設計一套電力監(jiān)控系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)通過采集現(xiàn)場各種智能設備的數(shù)據(jù)，后臺集中顯示、存儲，并通過相應的報表等形式顯示導出。

2、用戶需求

  本項目中主要是廠區(qū)內變電所進出線用能數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計、顯示。基本的需求整理分析后分為以下幾個方面：

  1.系統(tǒng)具有使用一次圖形式顯示采集各變電所配電回路運行狀態(tài)、顯示重要進出線回路的母線電壓，進線、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率以及電能；

  2.系統(tǒng)具有各個回路定時實時抄表匯總統(tǒng)計，用戶可自由查詢各個回路的用電情況；

  3.系統(tǒng)具有對現(xiàn)場各監(jiān)測點設計回路負荷趨勢曲線，便于維護人員掌握用電需求與供電負荷占比；

  4.系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，可及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，減少設備維護費用；

  5.系統(tǒng)具有通訊狀態(tài)顯示，可實時的顯示各設備的通訊狀態(tài)，可在線監(jiān)測網(wǎng)絡通訊狀態(tài)；

  6.系統(tǒng)具有權限管理功能，通過用戶權限管理可防止未經(jīng)授權的操作；

  7.重要配電回路數(shù)據(jù)整合，形成單獨的報表，便于管理人員重點監(jiān)測，管理。

3、設計方案

3.1參考標準

系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

JGJ/T16-2016 《民用建筑電氣設計規(guī)范》

GB/J63-90    《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》

GB/T13730     《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

GB2887        《計算站場地技術要求》

GB/50198-94    《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》

DL/T 698.31-2010  《第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求》

DL/T 698.35-2010    《第3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求》

DL/T 698.41-2010   《第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信》

DL/T 698.42-2010    《第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議》

DL/T/814-2013     《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

3.2 系統(tǒng)架構設計

  鑒于布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所項目的建筑規(guī)模、性質，以及后續(xù)項目的可連帶發(fā)展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統(tǒng)部根據(jù)用戶的幾點需求以及在相同性質工程中的經(jīng)驗，對該建筑的智能配電系統(tǒng)的搭建做以下設計：布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所項目所有監(jiān)控點位現(xiàn)已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協(xié)議。將現(xiàn)場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，數(shù)據(jù)總線直接鋪設至各分變電所的數(shù)據(jù)采集箱。數(shù)據(jù)采集箱箱與系統(tǒng)主機之間通過光纖連接。系統(tǒng)拓撲圖如下：

電力監(jiān)控系統(tǒng)拓撲圖

  本項目中四個部分各配置一臺數(shù)據(jù)采集器，鑒于各變電所與值班室的位置，為其設計的方案為：10KV開閉所與主機之間通過網(wǎng)線直接連接，其他三個變電所與變電所值班室之間通過光纖通訊。

 4、系統(tǒng)功能

  上位機軟件采用ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，通過軟件進行設備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

4.1 功能特點

  ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠的特點。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)絡結構圖顯示；系統(tǒng)具有人機界面友好，顯示數(shù)據(jù)直觀，方便用戶查閱。

4.2 軟件功能：

4.2.1運行系統(tǒng)

  軟件的界面可以根據(jù)項目的特點和客戶的要求來設計。初始界面為“登錄界面”，客戶需通過用戶名，輸入相應密碼，方能進入本系統(tǒng)。界面如圖1所示。

圖1登陸界面

4.2.2通訊示意圖

  通訊示意圖為拓撲圖，顯示系統(tǒng)與儀表的通訊是否正常。通過界面模塊顏色的變化來反映整個系統(tǒng)各個監(jiān)控點位的運行狀態(tài)。界面如圖2所示。

 圖2 通訊示意

4.2.3 監(jiān)測詳圖

  監(jiān)測詳圖反應了整個系統(tǒng)配電回路名稱，相應的配電體系以及回路的主要電參量。通過實時數(shù)據(jù)的顯示，直觀反映本項目各個監(jiān)測回路的運行數(shù)據(jù)，便于管理者實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)。界面如圖3所示。

 圖3監(jiān)測詳圖

4.2.4 參數(shù)抄表

  參數(shù)報表反映了本項目監(jiān)測回路的在過去某時間點的運行數(shù)據(jù)，通過當前或者過去某時間點的實時參量數(shù)據(jù)反映回路狀態(tài)。主要的數(shù)據(jù)包括：三相電壓，三相電流，電能，有功功率，無功功率，功率補償因數(shù)，頻率。界面如圖4所示

 圖4 參數(shù)抄表

 4.2.5 電能報表

  電能報表是對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以實現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的月抄表，日抄表，小時抄表等功能，且可以Excel形式導出或打印。界面如圖5所示。

 圖5 電能報表

4.2.6 限值設置

  限值設置報表提供了報警限值的自定義設置，甲方可以通過現(xiàn)場實際使用的電流值，設置符合實際使用的報警限值。此部分設置是電流設置，界面如圖6所示。

圖6 限值設置

5、結束語

  布勒（常州）糧食及食品加工成套設備10KV開閉所以及變電所電力工程實現(xiàn)用電數(shù)據(jù)的實時采集、存儲、顯示、導出。項目從配電系統(tǒng)的搭建，到后期調試，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的核對，整個過程我方提供了相應階段的。本系統(tǒng)在設計、安裝、調試的同時，也是對建筑的配電架構的詳細梳理，通過對用能情況的細致分類，明確建筑內配電體系的運作模式和狀態(tài)。

  在本項目中的實際實施過程中，我方還多次安排技術人員提供施工指導相關的，保證了項目的通訊線纜的鋪設質量，規(guī)避了很多施工方面常見的錯誤，提高了項目質量。本項目中還為客戶定制了溫控儀，綜保等第三方設備的監(jiān)控界面。滿足了客戶相關的定制化需求，為客戶提供了多樣性的數(shù)據(jù)分析處理方式，以及導出方式，便于后期物業(yè)的相關管理，提高為客戶服務的效率。

  在工廠項目中，業(yè)主對于數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，以及及時性都有相對較高的要求。針對工廠項目為其配置安科瑞品牌ACR系列以及DTSF導軌表，現(xiàn)場以及后臺的統(tǒng)一性，一定程度上提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在系統(tǒng)架構搭建以及后期系統(tǒng)軟硬件服務上都有很大的優(yōu)勢。除此之外系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示業(yè)主各配電回路的電能使用狀況、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，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、研究制定相應的用能服務計劃。該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為配電系統(tǒng)終端用戶實現(xiàn)各個配電回路的工作狀態(tài)實時監(jiān)測、重要電參量實時顯示的功能，為后期管理者的配電系統(tǒng)維護提供了真實可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

6、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.電力儀表在大型商業(yè)酒店電能分項計量中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣 2010. 6

  [3].韓月 ， 耿寶宏 ， 高強.智能變電站變電設備在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[J].東北電力技術 2011. 6

  [4].侯雨辰 ， 田瑛.智能變電站設備在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].城市建設理論研究 2012. 10