摘(zhāi)要：介紹北(běi)京科學中心裝修(xiū)改造項(xiàng)目，采用智(zhì)能電力儀(yí)表，采(cǎi)集(jí)配電現場的(dí)各(gè)種(zhǒng)電參量(liáng)，開(kāi)關信號。係統采(cǎi)用現場(cháng)就地組(zǔ)網(wǎng)的(dí)方(fāng)式，組網後通(tōng)過現場(cháng)總綫通訊並遠(yuǎn)傳至(zhì)後(hòu)台(tái)，通(tōng)過Acrel-2000型電力(lì)監(jiān)控(kòng)係統實(shí)現配電間(jiān)配(pèi)電(diàn)回路及配電(diàn)房回(huí)路(lù)用(yòng)電(diàn)的(dí)實(shí)時監控和管理(lǐ)。

關鍵詞：;配電間(jiān);智能(néng)電力儀表(biǎo);Acrel-2000;電力監控(kòng)係(xì)統;

0 概(gài)述(shù) 

  北(běi)京科學(xué)中(zhōng)心(xīn)項目為(wéi)中(zhōng)國科技(jì)館舊館(guǎn)改(gǎi)擴建(jiàn)工程，現場分為(wéi)A館，B館，C館和D館(guǎn)。通(tōng)過(guò)現實與虛擬結合(hé)的展示(shì)方式(shì)和(hé)技(jì)術(shù)，讓(ràng)公眾接(jiē)觸(chù)沿(yán)科(kē)技(jì)，體(tǐ)驗科研探(tàn)索活動的(dí)過(guò)程(chéng)，直(zhí)觀感受(shòu)科(kē)學(xué)對人類(lèi)進步(bù)的意(yì)義，發掘(jué)現(xiàn)代(dài)科(kē)學(xué)技術實(shí)現人(rén)類願望(wàng)的可能性，激(jī)發(fā)公眾(zhòng)運(yùn)用科(kē)學智慧應對(duì)挑(tiāo)戰(zhàn)的聯想(xiǎng)。

  本次(cì)項目主要涉(shè)及北京(jīng)科學中心(xīn)裝修(xiū)改(gǎi)造(zào)項目(mù)中的配電房出綫內的多(duō)功能(néng)電表，其中(zhōng)值班(bān)室置(zhì)於(yú)監控值(zhí)班室。

1 需(xū)求(qiú)分析  

  為(wéi)保證生(shēng)產管理用(yòng)電(diàn)負(fù)荷的統(tǒng)計與分(fēn)析(xī)及(jí)對(duì)危(wēi)險源實(shí)時(shí)監控(kòng)。需要(yào)對(duì)項目現(xiàn)場的樓層配電(diàn)箱等(děng)電氣設(shè)備進(jìn)行電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率等參數進行(háng)實(shí)時在(zài)綫監(jiān)控。一旦監控(kòng)點被監(jiān)視參(cān)數異常，能夠及(jí)時檢測報警，有關(guān)人(rén)員采(cǎi)取(qǔ)必要的措施(shī)，避(bì)免(miǎn)安(ān)全(quán)事故(gù)的(dí)發(fā)生。自動(dòng)抄表功(gōng)能節省(shěng)了(liǎo)人力物(wù)力，功率趨勢曲(qū)綫功(gōng)能能夠直(zhí)觀(guān)的顯示各(gè)回(huí)路(lù)的(dí)工作狀態(tài)與(yǔ)時(shí)間，方便(biàn)用(yòng)戶找(zhǎo)出非(fēi)正常用電回路(lù)並(bìng)且及時進(jìn)行整(zhěng)改，建立電能多級(jí)計量(liáng)體係提(tí)供用能分(fēn)析(xī)依據(jù)。

  本(běn)技術(shù)條件適用於(yú)北京科學中(zhōng)心(xīn)裝修(xiū)改(gǎi)造項目。供(gōng)方產品應(yīng)具有高安全性與可靠性(xìng)，易(yì)於擴(kuò)展(zhǎn)，便於維(wéi)修與維(wéi)護。供方提(tí)供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本(běn)技術(shù)條件(jiàn)，但不於此，其(qí)技術性能應滿足對樓(lóu)層配電箱數據(jù)監(jiān)控的要求(qiú)。

數(shù)據采集(jí)

        自(zì)動采集現場所(suǒ)有電量儀表(biǎo)的(dí)模擬量(liáng)數據(jù)，自動采集現場開關狀(zhuàng)態以及(jí)故(gù)障(zhàng)狀態等(děng)開關(guān)量數(shù)據。

  支持(chí)實時采(cǎi)集，自動周期(qī)采集（定時(shí)采(cǎi)集(jí)）可(kě)配(pèi)置(zhì)周(zhōu)期(qī)（1分鐘(zhōng)～24小(xiǎo)時）。

  支(zhī)持數(shù)據(jù)傳(chuán)輸(shū)正(zhèng)確性(xìng)檢驗(yàn)，異常數據(jù)自動處(chǔ)理(lǐ)。

  支(zhī)持多(duō)綫程處理機(jī)製，提(tí)高(gāo)數(shù)據采集(jí)效率，能(néng)同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行(háng)數據(jù)采集。

  數據實時顯示采用配(pèi)電(diàn)箱主接綫圖直觀顯示模(mó)式(shì)，各(gè)回路(lù)開關(guān)斷合(hé)以(yǐ)及故障(zhàng)狀態(tài)直觀可見(jiàn)。

數(shù)據(jù)分析與(yǔ)處理

  數據的綜(zōng)合(hé)統(tǒng)計(jì)，分(fēn)析需要(yào)實現(xiàn)以下(xià)功能：

  各(gè)設備用電數據小(xiǎo)時(shí)，日(rì)，月，年(nián)等時間段內的統(tǒng)計，計算。

  各設(shè)備的(dí)用電負荷（有(yǒu)功，無功(gōng)）大，小，平均(jūn)值計(jì)算。

  統計各分站(zhàn)及整體(tǐ)的(dí)用(yòng)電(diàn)量(liáng)（有(yǒu)功(gōng)，無功）。

數據查(chá)詢與展示

  要求能(néng)方(fāng)便(biàn)實現客(kè)戶端查詢(xún)和(hé)各(gè)級管理人員(yuán)的查(chá)詢，查詢界麵(miàn)能(néng)適(shì)應各級管(guǎn)理人員的(dí)要求(qiú)能夠支(zhī)持靈(líng)活(huó)的(dí)條件(jiàn)組合查詢和對比(bǐ)分(fēn)析，各類統計(jì)分(fēn)析的(dí)數(shù)據可(kě)靈活采用報表等多種圖(tú)表(biǎo)方式直觀(guān)的展示功能。

  數據展示功(gōng)能(néng)按(àn)照(zhào)不(bù)同用(yòng)戶(hù)的(dí)不同(tóng)的權(quán)限(xiàn)，分為(wéi)操(cāo)作層，管理層，決策層(céng)三層用(yòng)能展示。

  操(cāo)作(zuò)層(céng)具(jù)備(bèi)用(yòng)能分析，累計(jì)用(yòng)量(liáng)，實時(shí)監(jiān)測，運行記錄及(jí)比例(lì)，對(duì)比(bǐ)，對標(biāo)分(fēn)析(xī)等(děng)功(gōng)能。

  管理(lǐ)層(céng)具(jù)備用能(néng)數據統(tǒng)計和分(fēn)析，分(fēn)類分項的(dí)對(duì)比(bǐ)，對標(biāo)分析等(děng)功能(néng)。

  決(jué)策層(céng)具(jù)備用(yòng)能(néng)數(shù)據分(fēn)析，數(shù)據刪(shān)除(chú)，數據(jù)庫導入/導出等(děng)功能。

權(quán)限(xiàn)管理

  要求(qiú)對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權(quán)到功能子菜單(dān)，具(jù)體檔(dàng)案記(jì)錄(lù)，數據(jù)記錄等。

  係統(tǒng)要求具(jù)備合理(lǐ)*的用戶(hù)安全控(kòng)製(zhì)機(jī)製(zhì)，能使(shǐ)應(yīng)用(yòng)環(huán)境中的(dí)信息(xī)資(zī)源(yuán)得到有(yǒu)效(xiào)地(dì)保(bǎo)護(hù)，防(fáng)止信息的(dí)丟(diū)失，失竊(qiè)和破壞(huài)。

節(jié)能(néng)改造(zào)及效(xiào)果(guǒ)評估

  要(yào)求為生產節能(néng)改造提(tí)供(gōng)數據支撐，並(bìng)能提(tí)供(gōng)節(jié)能改造(zào)後的(dí)效(xiào)果評(píng)估。

參(cān)數(shù)設(shè)置(zhì)

  可通(tōng)過(guò)采集櫃(guì)設置各回路互感器變(biàn)比(bǐ)，各種電(diàn)流電壓(yā)保護整定值。

  故(gù)障判斷與(yǔ)報(bào)警(jǐng)具有故(gù)障(zhàng)自動判斷並采(cǎi)用聲光(guāng)方(fāng)式報警(jǐng)功能(néng)。報(bào)警類型(xíng)包括開關(guān)故障，電壓(yā)，電流超(chāo)限(xiàn)，現場采集模塊(kuài)通訊故障，與(yǔ)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間(jiān)自(zì)動記(jì)入係統數據庫，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶(hù)查(chá)詢，工作人(rén)員可隨(suí)時(shí)掌握(wò)變(biàn)配(pèi)電(diàn)站(zhàn)實時運行(háng)狀態，發現變配電運(yùn)行(háng)故障並(bìng)作(zuò)出(chū)相應處理(lǐ)，提高(gāo)變配(pèi)電的管(guǎn)理(lǐ)效率(shuài)，提升(shēng)電力(lì)係(xì)統(tǒng)安(ān)全(quán)性(xìng)，可靠(kào)性。

2  係統方案(àn)

  安科瑞Acrel-2000係統根(gēn)據北京(jīng)科學中心(xīn)裝(zhuāng)修改(gǎi)造(zào)項目(mù)的現場實際(jì)情況，整體(tǐ)網(wǎng)絡結構(gòu)采(cǎi)用屏蔽雙絞(jiǎo)綫直(zhí)接接至樓層(céng)的對應的數據(jù)采集器然後(hòu)通過(guò)網綫(xiàn)直接接至監控主(zhǔ)機，保障(zhàng)了電(diàn)力(lì)監(jiān)控係(xì)統(tǒng)傳輸的穩(wěn)定性(xìng)與(yǔ)實(shí)時性。如下圖(tú)所示：站(zhàn)控管(guǎn)理(lǐ)層，網絡通(tōng)訊層和(hé)現場(cháng)設(shè)備層(céng)。

  現場(cháng)共計65台(tái)多功(gōng)能計量(liáng)儀表(biǎo)，通過7條RS485總綫(xiàn)接(jiē)至配(pèi)電(diàn)房的各個串口服務(wù)器(qì)，串口服務器通(tōng)過(guò)光纖拉至值班室連(lián)接到監控主(zhǔ)機實現(xiàn)總綫(xiàn)上儀(yí)表與(yǔ)監(jiān)控主機(jī)的(dí)數據連(lián)通。

1）站控(kòng)管理(lǐ)層

  站控管(guǎn)理層針對電(diàn)力監控係統(tǒng)的(dí)管(guǎn)理人(rén)員(yuán)，是人(rén)機交(jiāo)互的直接窗(chuāng)口。在(zài)北(běi)京科學(xué)中心裝(zhuāng)修改造項目中(zhōng)主要指(zhǐ)置於(yú)配電房的(dí)監控主(zhǔ)機。

2）網絡通(tōng)訊層

   通(tōng)訊層主要是(shì)由N2S16-485I-ETS工(gōng)業(yè)串口服務器(qì)兩台(tái)，以太網設(shè)備(bèi)及(jí)總(zǒng)綫網(wǎng)絡組成(chéng)。串口(kǒu)服務器主要功能(néng)是監(jiān)測現(xiàn)場智(zhì)能(néng)儀表(biǎo)；以太網設(shè)備(bèi)及總(zǒng)綫網(wǎng)絡(luò)的主(zhǔ)要(yào)功能是實現分站(zhàn)與(yǔ)主站之(zhī)間(jiān)的數據(jù)交互(hù)，使(shǐ)配(pèi)電係統(tǒng)管理(lǐ)集中化，信息化(huà)，智能(néng)化(huà)，極大(dà)提高了(liǎo)配電(diàn)係統的(dí)安全性，可(kě)靠(kào)性(xìng)和穩定性(xìng)，真(zhēn)正達到了無人值守的目的。

3）現場(cháng)設備(bèi)層

  現場(cháng)設備層是(shì)數據采(cǎi)集終端(duān)，主要(yào)由智(zhì)能儀表(biǎo)組(zǔ)成(chéng)，智能儀表(biǎo)通過(guò)屏(píng)蔽(bì)雙(shuāng)絞(jiǎo)綫RS485接口，采用(yòng)MODBUS通訊協議(yì)總(zǒng)綫(xiàn)型連(lián)接(jiē)接入通(tōng)訊服(fú)務器(qì)，經通訊(xùn)服務器到達(dá)該配(pèi)電間(jiān)監(jiān)控主(zhǔ)機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實現遠(yuǎn)程(chéng)控製。

智(zhì)能儀(yí)表現場(cháng)連(lián)接(jiē)示(shì)意(yì)

  現(xiàn)場(cháng)儀表(biǎo)以手拉(lā)手(shǒu)方式(shì)通過(guò)屏蔽(bì)雙絞綫(RVSP2*1.0)進(jìn)行(háng)通訊連(lián)接，每(měi)根(gēn)總綫(xiàn)連接(jiē)智能(néng)儀(yí)表數量在20隻左(zuǒ)右，不同(tóng)種(zhǒng)類(lèi)的智能裝置連接在不(bù)同(tóng)的(dí)總綫上，然後(hòu)將(jiāng)數據上傳(chuán)至串口服務(wù)器，進而(ér)將數(shù)據上傳至當(dāng)地監(jiān)控(kòng)終端。具體連接示意(yì)圖如下所示(shì)：

3  係統(tǒng)功(gōng)能

  變電所實時監控係(xì)統(tǒng)圖(tú)為主監控畫(huà)麵，主(zhǔ)要實時(shí)監測變(biàn)電所所有(yǒu)回路的運行狀(zhuàng)態，紅色代表合閘(zhá)，綠(lǜ)色(sè)代(dài)表分閘。在係統圖中可以直觀(guān)的看到每(měi)路進綫(xiàn)和出(chū)綫的(dí)運行(háng)參(cān)數和(hé)狀(zhuàng)態(tài)，可以(yǐ)看(kàn)到變(biàn)壓器出綫(xiàn)側的(dí)所(suǒ)有常(cháng)規(guī)電力(lì)參數，如(rú)：三相電壓，電流，有功(gōng)功率(shuài)，無功功率(shuài)，功率(shuài)因(yīn)數(shù)，頻(pín)率(shuài)，有功(gōng)電度(dù)等。如下圖(tú)所(suǒ)示：

係統一(yī)次(cì)圖

  遙(yáo)信和遙(yáo)測報警功能(néng)，主要(yào)完成對(duì)低壓(yā)各(gè)出綫(xiàn)回路的開(kāi)關運行狀(zhuàng)態和負(fù)載進綫監控，對(duì)開關變位(wèi)和(hé)負載越限(xiàn)彈出報警界麵指示具體(tǐ)的(dí)報警位置並(bìng)聲音報警，提(tí)醒(xǐng)值(zhí)班人(rén)員及時處理。負載(zǎi)越(yuè)限值(zhí)在(zài)相應權限下(xià)可自由設置(zhì)。具備歷(lì)史查詢(xún)功能，如下圖所(suǒ)示(shì)： 

                報(bào)警功(gōng)能歷史(shǐ)查詢(xún)

  事(shì)件告警記錄功(gōng)能，主要(yào)完成對查詢時(shí)間(jiān)段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信(xìn)息(xī)事(shì)件(jiàn)記(jì)錄以(yǐ)及發生(shēng)時間(jiān)，為值(zhí)班(bān)人員(yuán)提供(gōng)依據並且分析事故發生(shēng)的原因，如下圖(tú)所示(shì)：

  參(cān)數(shù)抄(chāo)表(biǎo)功能，主(zhǔ)要(yào)對(duì)低壓各(gè)出綫(xiàn)回路(lù)的電參(cān)數(shù)進(jìn)綫(xiàn)查詢。支持(chí)任意時刻(kè)電參數查詢，具(jù)備數據導出(chū)和報表(biǎo)打(dǎ)印等功能(néng)。該(gāi)報表查詢(xún)一科(kē)大廈樓層(céng)配電箱(xiāng)進出綫各低壓(yā)回(huí)路的(dí)電參數(shù)，主(zhǔ)要(yào)包括(kuò)：三相電流(liú)，有功功率和有(yǒu)功(gōng)電(diàn)度(dù)。該(gāi)報(bào)表各回路(lù)名稱和數據(jù)庫關(guān)聯，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶(hù)修改回路(lù)名稱(chēng)。如下圖所示(shì)

                    電參(cān)數抄表(biǎo)

  用電量(liáng)報表功(gōng)能，可選擇(zé)時間段進(jìn)行(háng)查詢，支持任意(yì)時(shí)間(jiān)段電(diàn)度累計(jì)查(chá)詢，具(jù)備數據(jù)導出(chū)和(hé)報(bào)表(biǎo)打印等(děng)功能(néng)。為值(zhí)班人員(yuán)提供了(liǎo)準確(què)可靠的(dí)電(diàn)能(néng)報表。該(gāi)報表(biǎo)各回路(lù)名稱(chēng)和數據庫關聯(lián)，方(fāng)便用(yòng)戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下(xià)圖所(suǒ)示(shì)，顯(xiǎn)示辦公樓實驗(yàn)樓配(pèi)電回(huí)路的(dí)準(zhǔn)確用電量，用(yòng)戶可以(yǐ)直(zhí)接打(dǎ)印報表(biǎo)，可以(yǐ)以(yǐ)EXCEL格式另存到(dào)其(qí)他(tā)位(wèi)置(zhì)。 如下圖(tú)所示：

電(diàn)能報表(biǎo)

  係統(tǒng)通訊(xùn)結構示(shì)意(yì)圖(tú)，主要顯示(shì)係統(tǒng)的組網結構，係(xì)統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)分層分布式結構(gòu)，同時監(jiān)測(cè)間(jiān)隔層設備的通信狀(zhuàng)態。紅(hóng)色表(biǎo)示通訊正常，綠(lǜ)色(sè)表示通(tōng)訊(xùn)故障(zhàng)。下圖為(wéi)變(biàn)電所通(tōng)訊(xùn)狀態(tài)示意圖(tú)。

通(tōng)訊結構示(shì)意圖(tú)

  負荷趨勢曲綫界麵中可(kě)直(zhí)觀的查看(kàn)回路的負(fù)荷運行情況(kuàng)。查看(kàn)實時(shí)和(hé)歷史趨勢(shì)曲綫，點擊畫麵(miàn)相(xiāng)應(yīng)按(àn)鈕或菜單項(xiàng)可以完成(chéng)相應(yīng)功能(néng)的切換(huàn)；幫助用(yòng)戶進綫趨勢(shì)分析和故(gù)障(zhàng)追(zhuī)憶(yì)，具備(bèi)曲(qū)綫(xiàn)打印(yìn)功(gōng)能。為分析整個係(xì)統的(dí)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)況提供了直觀(guān)而方(fāng)便的軟(ruǎn)件(jiàn)支(zhī)持。

趨勢(shì)曲綫圖(tú)

4  結(jié)束語

  在(zài)當(dāng)今配電設(shè)施的應用(yòng)中，工(gōng)業(yè)項目的(dí)配電安(ān)全(quán)性至(zhì)關重要，本(běn)文介紹的Acrel-2000電(diàn)力監控係(xì)統(tǒng)在(zài)北京科學中心裝(zhuāng)修(xiū)改(gǎi)造項(xiàng)目的(dí)應(yīng)用(yòng)，可以實現(xiàn)對配(pèi)電間(jiān)出綫(xiàn)供配電回路(lù)用電(diàn)的實時(shí)監控，不(bù)僅能顯示回路用電(diàn)狀況(kuàng)，還(huán)具(jù)有(yǒu)網(wǎng)絡通訊(xùn)功能(néng)，可以(yǐ)與(yǔ)串口服務器，計算機等組(zǔ)成電力監(jiān)控係(xì)統(tǒng)。係(xì)統實現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據的(dí)分析(xī)，處(chǔ)理，實時(shí)顯(xiǎn)示(shì)配電間內各(gè)配(pèi)電(diàn)回(huí)路的運行(háng)狀(zhuàng)態，對(duì)負(fù)載越限具(jù)有彈出報警(jǐng)對(duì)話框(kuàng)，語音(yīn)提示，並生(shēng)成(chéng)各種(zhǒng)電能報表(biǎo)，分析曲綫，圖(tú)形等，便於(yú)電能的(dí)遠程抄(chāo)表以及(jí)分析，研究，該(gāi)係(xì)統(tǒng)運(yùn)行安全(quán)，可(kě)靠，穩定，為工業項(xiàng)目(mù)解(jiě)決(jué)用電問題提(tí)供(gōng)了(liǎo)安(ān)全可靠的依(yī)據，取(qǔ)得(dé)了較好的(dí)企業(yè)效(xiào)益。