安科瑞(ruì)電氣股份有限(xiàn)公(gōng)司，上(shàng)海 嘉(jiā)定 201801；

摘(zhāi)要：介紹無(wú)錫卡特彼勒，采用智能電力(lì)儀(yí)表
，采(cǎi)集配(pèi)電現場的(dí)各種(zhǒng)電(diàn)參量和開關信(xìn)號。係統采(cǎi)用現場就(jiù)地(dì)組網的(dí)方式，組(zǔ)網後通(tōng)過(guò)現場(cháng)總(zǒng)綫通(tōng)訊(xùn)並(bìng)遠傳至後(hòu)台，通(tōng)過Acrel-3000型電(diàn)能管理(lǐ)係統實現(xiàn)樓層(céng)配電箱配(pèi)電回(huí)路(lù)及配電房回(huí)路(lù)用電的實(shí)時監控和管(guǎn)理(lǐ)。

關(guān)鍵(jiàn)詞：卡特彼勒(lè);配(pèi)電箱;智能電(diàn)力儀(yí)表;Acrel-3000;電能管理(lǐ)係統; 

0概述 

  卡(qiǎ)特(tè)彼勒(lè)技(jì)術研發(fā)（中國(guó)）有限公司(sī)（“卡特彼勒(lè)中國研(yán)發(fā)中心”）成立於2005年，總部(bù)位(wèi)於(yú)江蘇省(shěng)無錫(xī)市，在(zài)無錫和青島(dǎo)設有分(fēn)支(zhī)機構。其(qí)中，總部(bù)占(zhān)地麵(miàn)積(jī)為(wéi)31,290平(píng)方米，建築麵(miàn)積25,000平方米。

本次項(xiàng)目主要涉(shè)及無錫卡特彼(bǐ)勒研發中(zhōng)心其(qí)中的的(dí)配(pèi)電房以及樓(lóu)層配(pèi)電箱內(nèi)的(dí)多功(gōng)能(néng)電表以及(jí)導軌(guǐ)計量表(biǎo)，其中(zhōng)值(zhí)班(bān)室置(zhì)於(yú)配電房值班(bān)室。

1需求(qiú)分(fēn)析(xī)

  為保證(zhèng)生產管理用電(diàn)負荷(hé)的(dí)統計與分析及(jí)對危(wēi)險源實時監控。需要對(duì)項(xiàng)目現場的樓(lóu)層(céng)配電箱(xiāng)等電(diàn)氣設備(bèi)進(jìn)行電(diàn)壓(yā)
，電(diàn)流
，功(gōng)率等(děng)參(cān)數進行(háng)實時在綫監控。一旦(dàn)監控點被(bèi)監(jiān)視(shì)參(cān)數異(yì)常，能(néng)夠及時檢測(cè)報警，有關人員采取(qǔ)必要的(dí)措施，避免安全事(shì)故的發(fā)生。自動(dòng)抄表(biǎo)功能節省了(liǎo)人力(lì)物力(lì)，功(gōng)率趨勢曲綫功(gōng)能(néng)能夠直(zhí)觀(guān)的(dí)顯示(shì)各回(huí)路的(dí)工(gōng)作狀(zhuàng)態(tài)與(yǔ)時(shí)間，方便用戶找(zhǎo)出非(fēi)正(zhèng)常用(yòng)電回路並(bìng)且及時(shí)進(jìn)行整改，建(jiàn)立電能多級計(jì)量(liáng)體係提(tí)供(gōng)用(yòng)能(néng)分(fēn)析依(yī)據(jù)。

  本(běn)技(jì)術條件(jiàn)適用於卡特彼勒研發中心的(dí)配電(diàn)房及樓層(céng)配(pèi)電箱(xiāng)。供方產(chǎn)品應具有高(gāo)安全性(xìng)與(yǔ)可(kě)靠(kào)性
，易(yì)於擴展
，便於維(wéi)修與維護(hù)。供(gōng)方(fāng)提供的產(chǎn)品應(yīng)至(zhì)少(shǎo)滿足(zú)本(běn)技術條件，但不於(yú)此，其(qí)技術性(xìng)能應滿足對(duì)樓層(céng)配電(diàn)箱(xiāng)數據監控的要求。

數據采集

  自動(dòng)采集(jí)現(xiàn)場所(suǒ)有(yǒu)電(diàn)量儀(yí)表的(dí)模擬(nǐ)量數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集現場(cháng)開關狀態(tài)以及(jí)故(gù)障狀態(tài)等(děng)開關量數(shù)據。

  支持實(shí)時采集(jí)
，自動周(zhōu)期采集(jí)（定時采集(jí)）可(kě)配置周期（1分(fēn)鐘～24小時）。

  支持(chí)數據傳輸(shū)正(zhèng)確(què)性檢驗，異常數據自動(dòng)處(chǔ)理。

  支(zhī)持(chí)多綫程(chéng)處(chǔ)理機(jī)製，提高(gāo)數(shù)據采(cǎi)集(jí)效率(shuài)，能(néng)同時(shí)對多個(gè)設備進行(háng)數據采集(jí)。

  數據(jù)實(shí)時(shí)顯示采(cǎi)用配(pèi)電箱主接綫圖(tú)直觀(guān)顯示模(mó)式(shì)，各(gè)回路開(kāi)關斷合(hé)以(yǐ)及故(gù)障(zhàng)狀態(tài)直觀可(kě)見(jiàn)。

數(shù)據分析與處(chǔ)理(lǐ)

  數據的(dí)綜(zōng)合統(tǒng)計
，分(fēn)析(xī)需(xū)要實(shí)現(xiàn)以(yǐ)下(xià)功能：

  各(gè)設備(bèi)用電數據小時(shí)
，日
，月
，年(nián)等(děng)時間段(duàn)內的(dí)統計(jì)
，計算。

  各(gè)設備的(dí)用電負荷(hé)（有(yǒu)功
，無功）
，小(xiǎo)
，平均值(zhí)計算(suàn)。

  統計(jì)各分(fēn)站及(jí)整體(tǐ)的用(yòng)電(diàn)量（有功(gōng)
，無(wú)功）。

數據(jù)查(chá)詢與展(zhǎn)示

  要求能方便實現客戶端查詢和各(gè)級(jí)管理(lǐ)人(rén)員的(dí)查(chá)詢，查詢界(jiè)麵能適(shì)應各級(jí)管理人(rén)員(yuán)的要求能(néng)夠(gòu)支持靈(líng)活(huó)的條件組合(hé)查詢和對比(bǐ)分析，各類(lèi)統(tǒng)計(jì)分(fēn)析(xī)的(dí)數(shù)據(jù)可靈活(huó)采用(yòng)報表(biǎo)等多種(zhǒng)圖(tú)表方式直觀(guān)的(dí)展示(shì)功(gōng)能(néng)。

  數據(jù)展示功(gōng)能按照(zhào)不同用(yòng)戶(hù)的不同的(dí)權限(xiàn)，分(fēn)為操(cāo)作層(céng)
，管理層(céng)
，決(jué)策(cè)層(céng)三層用能展(zhǎn)示。

  操(cāo)作(zuò)層(céng)具(jù)備用能(néng)分析(xī)
，累(léi)計用量
，實時監測(cè)
，運行記錄及比例(lì)
，對比
，對(duì)標(biāo)分析等(děng)功(gōng)能。

  管理層(céng)具(jù)備用能數(shù)據統計和(hé)分析
，分類分(fēn)項的(dí)對比
，對標分析(xī)等功能(néng)。

  決策(cè)層具備用能數(shù)據分(fēn)析(xī)
，數據(jù)刪(shān)除(chú)
，數據庫(kù)導(dǎo)入(rù)/導(dǎo)出等功能。

權限(xiàn)管理

  要(yào)求(qiú)對不同用戶(hù)賦(fù)予不(bù)同角色(sè)的權限，能(néng)授權(quán)到功(gōng)能子菜單(dān)
，具體檔案(àn)記(jì)錄
，數(shù)據(jù)記(jì)錄(lù)等(děng)。

  係統要求具備合(hé)理(lǐ)*的用戶安全(quán)控(kòng)製機(jī)製，能(néng)使應(yīng)用環(huán)境中(zhōng)的信息資(zī)源得(dé)到(dào)地(dì)保護(hù)，防止(zhǐ)信息的丟失(shī)
，失(shī)竊(qiè)和(hé)破壞。

節(jié)能(néng)改造及效果評(píng)估(gū)

  要(yào)求(qiú)為生(shēng)產節(jié)能改造提供數(shù)據支撐(chēng)，並能提(tí)供節能改造後的效果評估。

參(cān)數(shù)設(shè)置(zhì)

  可(kě)通過采(cǎi)集(jí)櫃設置各回路(lù)互感器變比，各(gè)種(zhǒng)電流電壓(yā)保護整(zhěng)定值。

  故障(zhàng)判斷(duàn)與(yǔ)報(bào)警(jǐng)具有故障自動判斷(duàn)並采用聲光方(fāng)式(shì)報(bào)警功能(néng)。報(bào)警(jǐng)類型包括開關(guān)故(gù)障(zhàng)，電壓(yā)
，電(diàn)流(liú)超限，現(xiàn)場采(cǎi)集模塊通(tōng)訊故障(zhàng)，與(yǔ)監控係統(tǒng)通訊(xùn)故(gù)障(zhàng)等(děng)。報警時間自(zì)動記入(rù)係統(tǒng)數(shù)據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨(suí)時(shí)掌(zhǎng)握(wò)變配電(diàn)站實(shí)時(shí)運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)，發現變配電運行故障並(bìng)作出相應(yīng)處理，提高變(biàn)配電的管理效率，提(tí)升電力係統安(ān)全性(xìng)
，可靠性。

2  係統(tǒng)方(fāng)案

  安科瑞Acrel-3000係統根(gēn)據無(wú)錫(xī)卡(qiǎ)特(tè)彼勒(lè)研發中心的現場實際(jì)情況(kuàng)，整(zhěng)體網絡(luò)結(jié)構采用(yòng)屏蔽雙(shuāng)絞綫直(zhí)接接至(zhì)配(pèi)電(diàn)房及樓層(céng)的對應的(dí)數據(jù)采集器(qì)然(rán)後通(tōng)過網(wǎng)綫(xiàn)直接(jiē)接(jiē)至開閉所(suǒ)的監(jiān)控(kòng)主機(jī)，保(bǎo)障了電(diàn)能管(guǎn)理監(jiān)控(kòng)係(xì)統傳(chuán)輸(shū)的穩(wěn)定性與(yǔ)實時(shí)性(xìng)。如下圖所示：站控管(guǎn)理層
，網絡通(tōng)訊層(céng)和現場(cháng)設(shè)備(bèi)層。

現(xiàn)場(cháng)共(gòng)計(jì)76隻PZ72L-E4/C
，46隻PZ96L-E4/C和16隻DTSD1352-C分(fēn)為(wéi)8條RS485總(zǒng)綫接至(zhì)配電(diàn)房(fáng)的串(chuàn)口服務器，串口服務器(qì)通(tōng)過網(wǎng)綫拉至值班室(shì)連接到監(jiān)控主機實現(xiàn)總綫上儀(yí)表與(yǔ)監控(kòng)主機的數據(jù)連通。

1）站控管理(lǐ)層

  站控管(guǎn)理層(céng)針對電力監控係統的(dí)管(guǎn)理(lǐ)人員(yuán)，是人(rén)機交(jiāo)互的(dí)直接(jiē)窗口。在(zài)無(wú)錫(xī)卡(qiǎ)特彼勒研發中心工程中主要指(zhǐ)置於(yú)配(pèi)電(diàn)房的(dí)監控主(zhǔ)機(jī)。

2）網(wǎng)絡通訊(xùn)層

  通(tōng)訊層主要是由(yóu)N2S08-485I-ETS工(gōng)業(yè)串口(kǒu)服務器一台(tái)
，以(yǐ)太網(wǎng)設備及總(zǒng)綫網絡組成。串口服務器主要(yào)功(gōng)能(néng)是(shì)監測(cè)現場(cháng)智能(néng)儀表(biǎo)；以太網設備及總綫(xiàn)網絡的主(zhǔ)要功能(néng)是實(shí)現(xiàn)分(fēn)站與主(zhǔ)站(zhàn)之間的數據(jù)交互，使配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)管(guǎn)理(lǐ)集(jí)中化
，信息(xī)化
，智能化，極大提高了配電係統(tǒng)的(dí)安全性
，可(kě)靠(kào)性和穩(wěn)定性(xìng)，真正達到(dào)了(liǎo)無人(rén)值(zhí)守的(dí)目的(dí)。

3）現場設(shè)備(bèi)層

  現場(cháng)設(shè)備(bèi)層是數據采集終(zhōng)端(duān)，主要(yào)由智(zhì)能(néng)儀表組成，智能(néng)儀表通(tōng)過屏蔽雙絞(jiǎo)綫(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊(xùn)協議總綫(xiàn)型連(lián)接(jiē)接(jiē)入通訊服務器(qì)，經通(tōng)訊服(fú)務(wù)器(qì)到達該(gāi)配(pèi)電(diàn)間監控(kòng)主(zhǔ)機進行(háng)組網，實現(xiàn)遠程控(kòng)製。

智能(néng)儀(yí)表(biǎo)現場(cháng)連(lián)接(jiē)示意(yì)

  現場儀(yí)表以手(shǒu)拉(lā)手方式通過(guò)屏(píng)蔽雙絞綫(xiàn)(RVSP2*1.0)進行(háng)通訊(xùn)連接，每根(gēn)總(zǒng)綫(xiàn)連接智能儀表數量在(zài)20隻左右，不同(tóng)種(zhǒng)類(lèi)的智(zhì)能裝置(zhì)連接(jiē)在不同的總(zǒng)綫上，然後(hòu)將數據(jù)上傳(chuán)至串口(kǒu)服務(wù)器，進(jìn)而將(jiāng)數據上(shàng)傳至當地監控(kòng)終端。具體(tǐ)連(lián)接示意圖如(rú)下所(suǒ)示：

  配(pèi)電房(fáng)進出綫(xiàn)回路(lù)采(cǎi)用PZ係(xì)列多(duō)功能(néng)液(yè)晶顯示(shì)儀(yí)表，樓(lóu)層配電(diàn)箱回路(lù)采(cǎi)用(yòng)DTSD1352/C導(dǎo)軌(guǐ)計量(liáng)表(biǎo)，能(néng)夠測量(liáng)所(suǒ)有(yǒu)常規電力(lì)參數，如：三(sān)相(xiāng)電壓
，電流(liú)
，有功(gōng)功率(shuài)
，無(wú)功(gōng)功率
，功率因(yīn)數
，頻率
，有功電(diàn)度
，無功(gōng)電(diàn)度(dù)。

3  係(xì)統(tǒng)功能

  變電(diàn)所(suǒ)實(shí)時(shí)監控係(xì)統圖為(wéi)主監控畫(huà)麵(miàn)，主(zhǔ)要實(shí)時監測變電(diàn)所(suǒ)所有回路的運(yùn)行狀(zhuàng)態，紅色代表合閘，綠色(sè)代(dài)表分閘。在係統圖中(zhōng)可以直觀(guān)的看到每路進(jìn)綫和出綫(xiàn)的(dí)運(yùn)行(háng)參數(shù)和狀態，可以看(kàn)到(dào)變壓(yā)器出綫(xiàn)側(cè)的所有常(cháng)規(guī)電力(lì)參(cān)數，如：三相電(diàn)壓
，電流
，有(yǒu)功功率
，無(wú)功(gōng)功率(shuài)
，功(gōng)率(shuài)因數
，頻率(shuài)
，有(yǒu)功電度(dù)等(děng)。如下圖(tú)所示(shì)：

係統一次(cì)圖

  遙信和遙(yáo)測(cè)報警(jǐng)功(gōng)能，主(zhǔ)要完成(chéng)對低(dī)壓各(gè)出(chū)綫回路(lù)的(dí)開關運行(háng)狀(zhuàng)態(tài)和(hé)負(fù)載進綫監控(kòng)，對(duì)開關變(biàn)位(wèi)和負(fù)載越(yuè)限彈(dàn)出(chū)報(bào)警(jǐng)界麵(miàn)指(zhǐ)示(shì)具(jù)體(tǐ)的報警位置(zhì)並(bìng)聲音報警，提醒(xǐng)值班(bān)人員及(jí)時(shí)處(chǔ)理(lǐ)。負載越(yuè)限(xiàn)值(zhí)在(zài)相應(yīng)權限下可(kě)自(zì)由設(shè)置(zhì)。具備歷史查詢功能，如(rú)下(xià)圖所示：

報(bào)警功能(néng)歷(lì)史查(chá)詢(xún)

  參數抄(chāo)表功能(néng)，主(zhǔ)要對低(dī)壓各出綫回路的電(diàn)參數(shù)進綫查詢(xún)。支(zhī)持任意(yì)時刻(kè)電參數查(chá)詢(xún)，具備(bèi)數(shù)據(jù)導出(chū)和報(bào)表打印等(děng)功(gōng)能。該報表(biǎo)查詢一科(kē)大(dà)廈樓層配(pèi)電箱進(jìn)出綫各低(dī)壓回路(lù)的電參數，主(zhǔ)要包括：三(sān)相電(diàn)流
，有功(gōng)功(gōng)率和(hé)有(yǒu)功電(diàn)度(dù)。該(gāi)報表(biǎo)各回路(lù)名稱(chēng)和(hé)數據(jù)庫關(guān)聯，方(fāng)便(biàn)用戶修改(gǎi)回路名稱(chēng)。如下(xià)圖(tú)所示

電參(cān)數(shù)抄(chāo)表(biǎo)

  用(yòng)電(diàn)量報表(biǎo)功能，可(kě)選擇時(shí)間段進行查詢，支(zhī)持任(rèn)意(yì)時間段電(diàn)度(dù)累(léi)計查詢，具備(bèi)數據(jù)導(dǎo)出(chū)和報表打(dǎ)印(yìn)等功能(néng)。為值班人員提供了可(kě)靠(kào)的電(diàn)能報表。該報表各回路名(míng)稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方(fāng)便(biàn)用戶修改(gǎi)回路(lù)名稱。如(rú)下圖所示，顯示(shì)辦(bàn)公(gōng)樓實驗樓配電回路(lù)的用電(diàn)量，用戶(hù)可(kě)以(yǐ)直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他(tā)位(wèi)置。 如下圖(tú)所示：

電(diàn)能(néng)報表

  係(xì)統(tǒng)通訊結構示(shì)意(yì)圖(tú)，主要(yào)顯示(shì)係(xì)統的組網(wǎng)結構，係統采(cǎi)用(yòng)分層分布式結(jié)構(gòu)，同時監(jiān)測(cè)間(jiān)隔(gé)層設備(bèi)的通信狀態(tài)。紅色表(biǎo)示通訊(xùn)正常，綠色表示通訊(xùn)故(gù)障(zhàng)。下(xià)圖為(wéi)變(biàn)電(diàn)所(suǒ)通訊(xùn)狀態示(shì)意圖(tú)。

通訊(xùn)結(jié)構示意(yì)圖

  負荷趨勢曲(qū)綫界麵中可直(zhí)觀的查看回(huí)路(lù)的負(fù)荷運行(háng)情(qíng)況。查看實(shí)時和(hé)歷(lì)史趨勢曲綫(xiàn)，點擊(jī)畫(huà)麵(miàn)相應按鈕或菜(cài)單項(xiàng)可以完(wán)成相應功(gōng)能(néng)的切(qiē)換(huàn)；幫(bāng)助(zhù)用戶進(jìn)綫趨勢(shì)分析(xī)和(hé)故(gù)障追憶，具備(bèi)曲綫打印功能。為(wéi)分(fēn)析(xī)整個係統的運(yùn)行(háng)狀況提(tí)供了直觀(guān)而方(fāng)便(biàn)的(dí)軟(ruǎn)件支(zhī)持(chí)。如下(xià)圖(tú)所示：

趨(qū)勢曲綫圖

4  結(jié)束語

  在當今配電設施(shī)的(dí)應(yīng)用中，大型工廠項目(mù)的配電(diàn)安(ān)全(quán)性(xìng)至(zhì)關(guān)重(zhòng)要，本(běn)文介紹的Acrel-3000電能管理(lǐ)係統(tǒng)在無(wú)錫卡特(tè)彼(bǐ)勒研(yán)發中(zhōng)心項(xiàng)目的應用，可以(yǐ)實現(xiàn)對配(pèi)電(diàn)房(fáng)進(jìn)出(chū)綫(xiàn)回(huí)路及(jí)樓(lóu)層配(pèi)電箱供配(pèi)電回(huí)路(lù)用電(diàn)的實時(shí)監(jiān)控，不(bù)僅能顯(xiǎn)示回路(lù)用電(diàn)狀(zhuàng)況，還具有(yǒu)網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可(kě)以與(yǔ)串口服(fú)務(wù)器
，計算機等組成(chéng)電能管(guǎn)理係(xì)統。係統(tǒng)實(shí)現對采(cǎi)集(jí)數(shù)據(jù)的分析(xī)
，處理，實時顯(xiǎn)示(shì)樓層(céng)配電(diàn)箱內各配(pèi)電回路(lù)的(dí)運(yùn)行狀態(tài)，對負(fù)載越(yuè)限(xiàn)具有(yǒu)彈(dàn)出報警對話框(kuàng)
，語音提示，並(bìng)生成各(gè)種電(diàn)能報表
，分(fēn)析曲綫(xiàn)
，圖(tú)形(xíng)等，便於(yú)電能的遠程(chéng)抄(chāo)表以及分析
，研(yán)究，該(gāi)係統運(yùn)行安全
，可靠
，穩(wěn)定，為商(shāng)業廣場項目(mù)解決(jué)用電問題(tí)提(tí)供了(liǎo)真實可(kě)靠(kào)的(dí)依據，取(qǔ)得了(liǎo)較好的企業效(xiào)益(yì)。