摘要：介紹安(ān)丘婦(fù)幼(yòu)保健(jiàn)院(yuàn)電能(néng)管理係統(tǒng)，采(cǎi)用智(zhì)能(néng)電力(lì)儀(yí)表(biǎo)采(cǎi)集配(pèi)電(diàn)現場(cháng)的各種(zhǒng)電參量(liáng)和開關信(xìn)號。係統(tǒng)采(cǎi)用現(xiàn)場(cháng)就(jiù)地組網的(dí)方式，組網(wǎng)後(hòu)通過現(xiàn)場(cháng)總綫(xiàn)通(tōng)訊並(bìng)遠(yuǎn)傳至後(hòu)台，通過Acrel-3000型(xíng)電能(néng)管理係統(tǒng)實(shí)現配(pèi)電回(huí)路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理(lǐ)。

關鍵詞(cí)：醫院;安(ān)丘婦(fù)幼(yòu)保健(jiàn)院(yuàn);樓(lóu)層;智(zhì)能電力儀表;Acrel-3000型(xíng)；電(diàn)能(néng)管理(lǐ)係統

0  概述 

  安丘(qiū)市婦幼(yòu)保健(jiàn)院始建於(yú)53年，歷(lì)經50年(nián)的發(fā)展，現(xiàn)已成為一(yī)所(suǒ)集(jí)預(yù)防(fáng)保健，醫療急救於一體的一級(jí)甲等(děng)婦幼(yòu)保(bǎo)健(jiàn)院，是(shì)全市婦幼保(bǎo)健技術(shù)指(zhǐ)導中(zhōng)心，婚醫(yī)學(xué)檢查，職(zhí)工醫療保險，新型(xíng)農村合作醫療定點醫院。

本項目為(wéi)安丘婦幼保健院二(èr)期工(gōng)程(chéng)電(diàn)能(néng)管理係(xì)統。根據配電係統(tǒng)管理的(dí)要求，需要(yào)對安丘(qiū)婦幼(yòu)保(bǎo)健(jiàn)院一棟主樓(lóu)和兩(liǎng)棟裙(qún)樓(lóu)的樓(lóu)層配電箱回路(lù)進(jìn)行電能管理，以保證(zhèng)用電的(dí)安全(quán)，可(kě)靠和(hé)。

Acrel-3000型(xíng)低(dī)壓智(zhì)能配(pèi)電係(xì)統，充分(fēn)利用(yòng)了(liǎo)現代電(diàn)子技術，計(jì)算(suàn)機技(jì)術(shù)，網絡技(jì)術(shù)和現場(cháng)總(zǒng)綫(xiàn)技(jì)術的(dí)發展，對變配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)進行(háng)分散數(shù)據采集和集中監控管理(lǐ)。對(duì)配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)的(dí)二次設備(bèi)進(jìn)行組網，通過(guò)計算機和通訊(xùn)網(wǎng)絡，將(jiāng)分(fēn)散的配(pèi)電所的現(xiàn)場設備連接(jiē)為一(yī)個有機(jī)的(dí)整體，實(shí)現電網運(yùn)行(háng)的遠(yuǎn)程監控和集(jí)中(zhōng)管(guǎn)理(lǐ)。

1  係統結(jié)構描(miáo)述(shù)

  本(běn)監控係統主(zhǔ)要(yào)實(shí)現(xiàn)安丘婦(fù)幼保健(jiàn)院(yuàn)的(dí)樓層0.4kV配電係統進行用電(diàn)監控(kòng)與(yǔ)電(diàn)能(néng)管(guǎn)理。該係(xì)統(tǒng)總計有163隻(zhī)PZ72L-E4/C，分7條總綫(xiàn)，其中(zhōng)主樓3條(tiáo)總綫通過屏蔽雙絞(jiǎo)綫接至(zhì)采(cǎi)集箱(xiāng)後通過(guò)光(guāng)纖網(wǎng)絡傳輸(shū)至後台(tái)，西(xī)區裙(qún)樓兩條(tiáo)總(zǒng)綫(xiàn)先(xiān)通(tōng)過采集箱數據采集和處理，後光(guāng)纖傳(chuán)輸數(shù)據至(zhì)後台，東區(qū)裙(qún)樓也(yě)是(shì)兩條(tiáo)總綫，傳(chuán)輸方式和西(xī)區(qū)一(yī)致(zhì)，從而值(zhí)班(bān)室的監控(kòng)主機實現總綫上(shàng)儀表與監控主機(jī)的(dí)數據(jù)連(lián)通。

本監控係統采(cǎi)用分(fēn)層(céng)分(fēn)布式結(jié)構(gòu)，即站控(kòng)層，通訊層(céng)與(yǔ)間隔(gé)層(céng)；

如圖（1）所示(shì)：

圖（1）網絡拓撲(pū)圖(tú)

  間隔設備(bèi)層(céng)主要(yào)為：多功能(néng)網(wǎng)絡電力(lì)儀表。這(zhè)些裝置分別對應相應(yīng)的(dí)一次設備安(ān)裝在電(diàn)氣(qì)櫃內，這(zhè)些裝(zhuāng)置均采用RS485通(tōng)訊(xùn)接口，通過(guò)現(xiàn)場MODBUS總綫(xiàn)組網(wǎng)通(tōng)訊，實現數據現(xiàn)場(cháng)采(cǎi)集(jí)。

  網(wǎng)絡通(tōng)訊(xùn)層主(zhǔ)要為：通(tōng)訊(xùn)服務(wù)器(qì)，其主要功能為把(bǎ)分散(sàn)在(zài)現(xiàn)場采集裝(zhuāng)置(zhì)集中采集(jí)，同(tóng)時遠傳至站控層，完(wán)成(chéng)現(xiàn)場層和站(zhàn)控層(céng)之(zhī)間的數(shù)據交互(hù)。光(guāng)電轉換器，將通訊傳(chuán)輸距(jù)離延長(cháng)，並(bìng)保證(zhèng)通(tōng)訊(xùn)的穩(wěn)定。

  站(zhàn)控管理(lǐ)層：設有高性能工(gōng)業計(jì)算機(jī)，顯(xiǎn)示器，UPS電源(yuán)，打印(yìn)機等設備(bèi)。監控係統(tǒng)安裝(zhuāng)在(zài)計算機上(shàng)，集中采(cǎi)集顯(xiǎn)示(shì)現場(cháng)設備(bèi)運(yùn)行狀(zhuàng)況(kuàng)，以(yǐ)人(rén)機交互的(dí)形(xíng)式(shì)顯示(shì)給用(yòng)戶。

  以(yǐ)上網絡儀(yí)表均采用(yòng)RS485接口(kǒu)和MODBUS-RTU通訊(xùn)協(xié)議，RS485采用屏蔽綫(xiàn)傳(chuán)輸(shū)，一(yī)般都(dū)采用二根連綫(xiàn)，接(jiē)綫簡(jiǎn)單方(fāng)便(biàn)；通訊接口是半雙工通(tōng)信(xìn)即通信(xìn)的(dí)雙方都可以接收，發送數據但是在(zài)同(tóng)一(yī)時(shí)刻隻能(néng)發送或(huò)接(jiē)收據，數(shù)據傳(chuán)輸(shū)速率為10Mbps。RS485接口(kǒu)是(shì)采用平(píng)衡(héng)驅(qū)動(dòng)器(qì)和(hé)差(chà)分(fēn)接(jiē)收器(qì)的(dí)組合(hé)，抗噪聲幹擾能(néng)力(lì)增強，總(zǒng)綫(xiàn)上(shàng)允(yǔn)許(xǔ)連接多(duō)達32個(gè)設(shè)備(bèi)，傳(chuán)輸距(jù)離為1.2km。

2  電能管理係統(tǒng)主要功能(néng)

2.1  數據采(cǎi)集(jí)與處理(lǐ)

  數據采(cǎi)集(jí)是配電(diàn)監(jiān)控的基(jī)礎，數據采集主要(yào)由底層多功(gōng)能(néng)網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現遠(yuǎn)程(chéng)數據的本地實時顯示(shì)。需要(yào)完成采(cǎi)集的信(xìn)號包(bāo)括：三相(xiāng)電壓(yā)U，三(sān)相電流I，頻(pín)率(shuài)Hz，功(gōng)率P，功(gōng)率因數(shù)COSφ，電度Epi，遠程設備(bèi)運(yùn)行狀(zhuàng)態等(děng)數(shù)據(jù)。

  數據處(chǔ)理(lǐ)主要(yào)是(shì)把(bǎ)按(àn)要求采(cǎi)集到的(dí)電(diàn)參(cān)量實(shí)時準確的顯示給用戶，達到配電(diàn)監控的(dí)自動(dòng)化(huà)化(huà)和(hé)智能(néng)化(huà)要求(qiú)，同(tóng)時(shí)把(bǎ)采(cǎi)集到的數據(jù)存入(rù)數據(jù)庫(kù)供(gōng)用(yòng)戶查詢(xún)。

2.2  人機交互(hù)

  係(xì)統提(tí)供簡單，易用，良好(hǎo)的用(yòng)戶(hù)使用界麵。采(cǎi)用(yòng)全(quán)中(zhōng)文(wén)界麵(miàn)，CAD圖形顯示低壓配(pèi)電係(xì)統電(diàn)氣(qì)一(yī)次主(zhǔ)接(jiē)綫(xiàn)圖(tú)，顯示配電(diàn)係(xì)統設備(bèi)狀態及相應實時(shí)運行(háng)參數，畫麵(miàn)定(dìng)時輪巡(xún)切換；畫麵實(shí)時動態刷(shuā)新(xīn)；模擬量顯(xiǎn)示(shì)；開(kāi)關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯(xiǎn)示等(děng)。

2.3  歷(lì)史事(shì)件

  歷史(shǐ)事(shì)件(jiàn)查看界(jiè)麵主(zhǔ)要為(wéi)用(yòng)戶(hù)查看(kàn)曾經(jīng)發生(shēng)過的故(gù)障記錄(lù)，信號記(jì)錄(lù)，操(cāo)作記錄，越限記(jì)錄提供(gōng)方便友好(hǎo)的(dí)人機(jī)交互，通過(guò)歷史事件查看平(píng)台(tái)，您可以根據(jù)自己(jǐ)的要(yào)求(qiú)和(hé)查詢條件方(fāng)便定位(wèi)您所(suǒ)要查看的歷史事(shì)件，為您(nín)把握(wò)整(zhěng)個係統(tǒng)的運行(háng)情況(kuàng)提(tí)供(gōng)了良(liáng)好的(dí)軟件(jiàn)支(zhī)持。

2.4  數據(jù)庫建立與查詢

  主(zhǔ)要完成(chéng)遙(yáo)測量和(hé)遙(yáo)信量(liáng)定時(shí)采(cǎi)集(jí)，並(bìng)且建立數據庫(kù)，定(dìng)期(qī)生成報表，以(yǐ)供用戶查詢打(dǎ)印。

2.5  用(yòng)戶權限管理

  針對(duì)不(bù)同(tóng)級別(bié)的用(yòng)戶，設置不(bù)同(tóng)的權(quán)限(xiàn)組，防止因人為(wéi)誤操(cāo)作(zuò)給生產，生活帶來的損(sǔn)失(shī)，實(shí)現配(pèi)電係統(tǒng)的安全(quán)，可靠運行(háng)。可(kě)以(yǐ)通過(guò)用戶管理進(jìn)行(háng)用戶(hù)登錄(lù)，用戶(hù)注銷，修(xiū)改密(mì)碼(mǎ)，添(tiān)加(jiā)刪除等操(cāo)作，方(fāng)便用(yòng)戶(hù)對(duì)賬(zhàng)號和權限(xiàn)的修改(gǎi)。

2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲綫(xiàn)

  負荷(hé)趨(qū)勢(shì)曲綫功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集(jí)進綫及重要回路(lù)電流(liú)和(hé)功率(shuài)負(fù)荷參量，自動生(shēng)成運行負(fù)荷(hé)趨(qū)勢曲(qū)綫(xiàn)的，方便用(yòng)戶(hù)及時(shí)了(liǎo)解設(shè)備的運(yùn)行負荷狀(zhuàng)況(kuàng)。點擊(jī)畫(huà)麵相(xiāng)應按(àn)鈕(niǔ)或菜(cài)單(dān)項可(kě)以完成(chéng)相應功能的切換；可以查(chá)看(kàn)實(shí)時(shí)趨勢曲(qū)綫或歷(lì)史趨(qū)勢綫(xiàn)；對所(suǒ)選(xuǎn)曲綫可(kě)以進(jìn)行(háng)平移，縮(suō)放(fàng)，量程變(biàn)換等操作(zuò)，幫(bāng)助(zhù)用(yòng)戶進綫趨(qū)

勢分析(xī)和(hé)故障追(zhuī)憶(yì)，為(wéi)分析整個(gè)係(xì)統的運行狀(zhuàng)況提(tí)供了直(zhí)觀而方便(biàn)的軟件(jiàn)支持。

2.7  遠(yuǎn)程(chéng)報(bào)表查(chá)詢(xún)

  報表(biǎo)管(guǎn)理程序的主要(yào)功(gōng)能是根據(jù)用戶(hù)的需要(yào)設(shè)計(jì)報表(biǎo)樣(yàng)式，把係統中處理的數據經過篩選(xuǎn)，組合(hé)和(hé)統(tǒng)計(jì)生(shēng)成(chéng)用戶(hù)需要(yào)的(dí)報表數據(jù)。本程(chéng)序(xù)還(huán)可(kě)以根據用戶的(dí)需要(yào)對(duì)報表文(wén)件采用定(dìng)時保存，打印或者(zhě)召喚保(bǎo)存(cún)，打印模(mó)式。同時本(běn)程序還向(xiàng)用戶提(tí)供了對生(shēng)成的報(bào)表(biǎo)文(wén)件管理功能(néng)。

報表具(jù)有自(zì)由設置查詢(xún)時間(jiān)實(shí)現日，月(yuè)，年(nián)的(dí)電(diàn)能(néng)統計，數據導(dǎo)出(chū)和報表打印等(děng)功(gōng)能。

3  案例(lì)分析

  安丘婦(fù)幼保健院電能(néng)管理係統針對樓層(céng)配電箱的0.4kV配(pèi)電係統進行(háng)電(diàn)能管理。樓(lóu)層配電(diàn)箱(xiāng)采用(yòng)PZ72L-E4/C係列(liè)網絡(luò)電力儀(yí)表(biǎo)，該(gāi)儀(yí)表主要測量(liáng)所(suǒ)有(yǒu)常規電力參數，如(rú)：三相(xiāng)電壓，電流(liú)，有(yǒu)功(gōng)功率，無(wú)功(gōng)功率，功率因數(shù)，頻率，有(yǒu)功電(diàn)度(dù)，無功電度(dù)。低壓配(pèi)電二次圖(tú)見圖（2），功能有電量遙(yáo)測主(zhǔ)要(yào)監(jiān)測(cè)運(yùn)行(háng)設(shè)備的電參(cān)量，其(qí)中(zhōng)包括(kuò)：綫(xiàn)三(sān)相電壓，電流，功(gōng)率，功(gōng)率(shuài)因數(shù)，電能，頻(pín)率等電(diàn)參(cān)量及配(pèi)出回路的三(sān)相(xiāng)電流；遙(yáo)信功能實(shí)現顯示(shì)現場設備(bèi)的(dí)運(yùn)行狀態，主(zhǔ)要(yào)包括(kuò)：開關的分，合(hé)閘運行狀態(tài)和(hé)通訊(xùn)故障報警；斷路(lù)器變(biàn)位(wèi)時(shí)會發(fā)出報警信號(hào)，提(tí)醒(xǐng)用戶(hù)及(jí)時(shí)處理故(gù)障。  

圖（2）低壓配(pèi)電二次圖(tú)

  遙信(xìn)和遙(yáo)測報警(jǐng)功(gōng)能，主要完成對低壓各出(chū)綫回(huí)路(lù)的開關運(yùn)行狀態和負(fù)載(zǎi)進綫(xiàn)監(jiān)控(kòng)，對開(kāi)關變位和(hé)負(fù)載越(yuè)限(xiàn)彈出報警界麵指(zhǐ)示(shì)具體(tǐ)的(dí)報警位(wèi)置(zhì)並(bìng)聲音報(bào)警(jǐng)，提醒值(zhí)班人員(yuán)及(jí)時(shí)處理(lǐ)。負(fù)載越(yuè)限(xiàn)值在(zài)相(xiāng)應(yīng)權限(xiàn)下可自(zì)由設置(zhì)。具(jù)備(bèi)歷(lì)史查詢功能。見圖（3）。

圖(tú)（3） 實(shí)時和歷史遙冊(cè)遙信(xìn)報(bào)警(jǐng)信息

  參(cān)數抄表(biǎo)功(gōng)能，主(zhǔ)要(yào)對(duì)低壓(yā)各出綫(xiàn)回路(lù)的(dí)電參數進綫查(chá)詢。支持任(rèn)意(yì)時刻電(diàn)參(cān)數查詢，具(jù)備數據導(dǎo)出(chū)和報表(biǎo)打印等(děng)功能。該報(bào)表(biǎo)查詢供(gōng)兩(liǎng)個變電所4台(tái)變壓器(qì)出綫(xiàn)各(gè)低(dī)壓回路(lù)的電參數，主(zhǔ)要包(bāo)括(kuò)：三相電流(liú)，有功功率(shuài)和有功電度(dù)及(jí)變(biàn)壓器(qì)溫(wēn)度(dù)。該(gāi)報表各回(huí)路名稱和數據庫關聯(lián)，方便(biàn)用戶(hù)修(xiū)改回(huí)路(lù)名(míng)稱。見圖（4）。

                    圖（4） 參(cān)數抄(chāo)表

  用電量報表功能(néng)，可選擇時(shí)間(jiān)段進(jìn)行查詢，支(zhī)持任意(yì)時間(jiān)段(duàn)電(diàn)度(dù)累計(jì)查詢(xún)，具備數(shù)據(jù)導出和(hé)報表(biǎo)打印(yìn)等功能。為值(zhí)班(bān)人員提供(gōng)了可靠的電(diàn)能報表。該報(bào)表各(gè)回路(lù)名(míng)稱和(hé)數據庫(kù)關(guān)聯，方便(biàn)用戶修改(gǎi)回路名(míng)稱(chēng)。如下圖所示，顯示(shì)某段(duàn)時間(jiān)內的各配電(diàn)回(huí)路的用電(diàn)量，用戶可(kě)以(yǐ)直(zhí)接(jiē)打(dǎ)印報表，可(kě)以以EXCEL格式另存(cún)到(dào)其(qí)他位置。 見圖(tú)（5）。

圖（5） 電能報(bào)表(biǎo)

  係統(tǒng)通訊(xùn)結構示(shì)意圖，主(zhǔ)要(yào)顯示(shì)係(xì)統的組(zǔ)網(wǎng)結構(gòu)，係(xì)統采用(yòng)分層(céng)分(fēn)布式結(jié)構，同時監(jiān)測間隔層(céng)設(shè)備的通信(xìn)狀態(tài)。紅(hóng)色(sè)表示(shì)通(tōng)訊正(zhèng)常，綠色表(biǎo)示(shì)通(tōng)訊(xùn)故(gù)障。見(jiàn)圖（6）。

圖（6）係統通訊結構(gòu)示意圖

  負荷趨(qū)勢曲(qū)綫界麵中可直觀的(dí)查看回(huí)路的負荷運(yùn)行情況。查(chá)看(kàn)實時(shí)和歷史趨(qū)勢曲(qū)綫(xiàn)，點擊畫麵相應按鈕或菜(cài)單(dān)項(xiàng)可以完(wán)成相(xiāng)應(yīng)功(gōng)能的切(qiē)換；幫(bāng)助(zhù)用戶(hù)進綫趨(qū)勢分析(xī)和(hé)故障追憶(yì)，具備(bèi)曲綫打(dǎ)印功能。為(wéi)分析(xī)整個(gè)係(xì)統(tǒng)的運行狀(zhuàng)況(kuàng)提供了(liǎo)直觀而方便(biàn)的軟件支(zhī)持。見圖（7）。

圖（7）趨勢曲綫圖

4  結(jié)束(shù)語

隨著(zhuó)社會的(dí)發展及電(diàn)力(lì)的廣泛應用，電能管(guǎn)理係統(tǒng)已(yǐ)成(chéng)為全國(guó)各(gè)地工(gōng)程(chéng)項目，標誌(zhì)性建(jiàn)築(zhù)/大型公共設施等大麵積(jī)多變電所(suǒ)用戶的必(bì)然選(xuǎn)擇(zé)，本文介紹的Acrel-3000電(diàn)能管(guǎn)理係統(tǒng)在安丘婦(fù)幼保健(jiàn)院的(dí)應(yīng)用，可(kě)以(yǐ)實(shí)現(xiàn)對樓層低壓(yā)配電回(huí)路用電的電能(néng)管理(lǐ)，不僅能顯示回路用電(diàn)狀(zhuàng)況，還具有網(wǎng)絡通訊功能(néng)，可以與(yǔ)串(chuàn)口服(fú)務(wù)器，計算機(jī)等組成電能(néng)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統。係統(tǒng)實(shí)現對采集數(shù)據(jù)的(dí)分析(xī)，處理，實(shí)時顯(xiǎn)示樓層(céng)各配電(diàn)回(huí)路(lù)的運行狀態，對(duì)分(fēn)合閘(zhá)，負載越限(xiàn)具有彈出(chū)報(bào)警對(duì)話(huà)框(kuàng)及(jí)語(yǔ)音提(tí)示(shì)，並生成各(gè)種電能(néng)報表，分析(xī)曲綫，圖(tú)形等(děng)，便於(yú)電能的(dí)遠程抄表以(yǐ)及分(fēn)析(xī)，研究。該(gāi)係統(tǒng)運(yùn)行(háng)安(ān)全，可(kě)靠，穩(wěn)定(dìng)，為(wéi)變(biàn)電(diàn)所用戶解決(jué)用(yòng)電問(wèn)題(tí)提(tí)供了(liǎo)真實可靠的依(yī)據，取得了(liǎo)較(jiào)好的社會(huì)效(xiào)益。［2］