摘(zhāi)要(yào)：介紹(shào)南師(shī)大隨園(yuán)研樓(lóu)高壓櫃(guì)改(gǎi)造(zào)項目(mù)電力監控係統(tǒng)，采用智能(néng)電力儀表采集(jí)配電(diàn)現(xiàn)場的(dí)各種電參量(liáng)和(hé)開關信號。係(xì)統(tǒng)采用(yòng)現(xiàn)場(cháng)就地(dì)組(zǔ)網的(dí)方(fāng)式(shì)，組網後通(tōng)過(guò)現場(cháng)總(zǒng)綫通(tōng)訊並遠(yuǎn)傳(chuán)至後(hòu)台(tái)，通(tōng)過Acrel-2000型電(diàn)力監(jiān)控係(xì)統實現配(pèi)電(diàn)回(huí)路用(yòng)電(diàn)的實時(shí)監(jiān)控和電能(néng)管理。

關鍵詞(cí)：南師大；智能(néng)電力儀(yí)表;Acrel-2000型(xíng)；電力監控係(xì)統(tǒng)

0  概(gài)述(shù) 
  本項目(mù)為(wéi)南師(shī)大(dà)隨園研樓(lóu)高壓櫃(guì)改(gǎi)造(zào)項目電力監控(kòng)係(xì)統(tǒng)。根據配(pèi)電係(xì)統管理(lǐ)的要(yào)求，需要對南師大(dà)隨園研樓高(gāo)壓(yā)櫃(guì)改造項目(mù)的變電(diàn)所(suǒ)的進出(chū)綫回(huí)路進(jìn)行電力(lì)監(jiān)控(kòng)，以保(bǎo)證(zhèng)用電的(dí)安(ān)全，可靠(kào)和。
  Acrel-2000型(xíng)智能(néng)配電(diàn)係統充分利用了現代電(diàn)子技術，計算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡技(jì)術(shù)和(hé)現(xiàn)場總綫技術的(dí)新發展，對(duì)變配(pèi)電係統進行(háng)分散數據(jù)采集(jí)和(hé)集中監(jiān)控管理。對配電(diàn)係(xì)統的(dí)二(èr)次設(shè)備進行組網，通過計算機(jī)和(hé)通(tōng)訊網絡，將分(fēn)散的配(pèi)電所的(dí)現場設(shè)備(bèi)連接為一個(gè)有(yǒu)機的(dí)整(zhěng)體，實(shí)現(xiàn)電(diàn)網(wǎng)運行的遠(yuǎn)程(chéng)監控和(hé)集中管理。
1  係統結構(gòu)描(miáo)述
  本(běn)監控係統(tǒng)主(zhǔ)要實(shí)現南(nán)師大隨(suí)園研(yán)樓高壓(yā)櫃改造(zào)項(xiàng)目的10kV配(pèi)電係統(tǒng)進(jìn)行(háng)用電(diàn)監控與(yǔ)電能(néng)管(guǎn)理；監(jiān)控範圍(wéi)為低(dī)壓(yā)進出(chū)綫(xiàn)綫櫃進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和電能(néng)管理。該(gāi)係(xì)統(tǒng)總計有14台綜(zōng)保(bǎo)，型(xíng)號(hào)為AM6；14台多功能表，型(xíng)號為ACR220ELH，分5條(tiáo)總綫(xiàn)，變(biàn)電所儀表直接拉至變(biàn)電所的(dí)串口服務(wù)器(qì)，至後台電(diàn)腦，實(shí)現儀(yí)表與監控(kòng)主機(jī)的數據連(lián)通(tōng)。
  本監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)采用分層分(fēn)布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通(tōng)訊層(céng)與(yǔ)間隔(gé)層(céng)；
  如圖(tú)（1）所示(shì)：

圖(tú)（1）網絡(luò)拓(tuò)撲(pū)圖(tú)

  間(jiān)隔(gé)設(shè)備(bèi)層主要(yào)為：多(duō)功(gōng)能(néng)網絡(luò)電(diàn)力儀表(biǎo)。這(zhè)些裝置分(fēn)別對應相(xiāng)應的(dí)一次設(shè)備安(ān)裝(zhuāng)在(zài)電氣(qì)櫃內，這些裝(zhuāng)置均采用RS485通訊接(jiē)口，通過(guò)現(xiàn)場MODBUS總(zǒng)綫(xiàn)組(zǔ)網(wǎng)通(tōng)訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據現場采集(jí)。
  網(wǎng)絡(luò)通訊層主(zhǔ)要(yào)為(wéi)：串(chuàn)口服務(wù)器(qì)，其(qí)主(zhǔ)要功(gōng)能(néng)為(wéi)把分散在現場(cháng)采集裝(zhuāng)置(zhì)集(jí)中(zhōng)采集，同時遠傳至站(zhàn)控(kòng)層，完成現場(cháng)層和站(zhàn)控層之(zhī)間(jiān)的(dí)數(shù)據(jù)交(jiāo)互。
  站(zhàn)控(kòng)管理(lǐ)層：設有高性(xìng)能工(gōng)業(yè)計(jì)算機，顯示(shì)器(qì)，UPS電源(yuán)，打印(yìn)機等設備。監(jiān)控係統(tǒng)安裝在(zài)計算(suàn)機上(shàng)，集(jí)中采集(jí)顯(xiǎn)示現場設(shè)備(bèi)運行狀(zhuàng)況，以人(rén)機交(jiāo)互的(dí)形(xíng)式顯(xiǎn)示給(gěi)用戶。
  以上(shàng)網絡儀表(biǎo)均采用(yòng)RS485接口(kǒu)和MODBUS-RTU通訊(xùn)協議，RS485采(cǎi)用屏蔽(bì)綫傳輸(shū)，一般(bān)都(dū)采用(yòng)二根(gēn)連(lián)綫，接綫(xiàn)簡(jiǎn)單方(fāng)便(biàn)；通(tōng)訊接(jiē)口是半雙(shuāng)工(gōng)通信即通信的(dí)雙方都可以接(jiē)收(shōu)，發送數據但是在同(tóng)一時刻隻(zhī)能發(fā)送(sòng)或接(jiē)收數據，數據傳輸速(sù)率(shuài)為10Mbps。
  RS485接口是采(cǎi)用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組(zǔ)合(hé)，抗(kàng)噪(zào)聲幹擾(rǎo)能(néng)力增強(qiáng)，總綫上允(yǔn)許連接多達(dá)30個設備，大傳輸距離(lí)為(wéi)1km。
2  電(diàn)力監(jiān)控係統主要(yào)功能
  2.1  數據(jù)采集(jí)與處(chǔ)理(lǐ)
  數據采集是配電(diàn)監控的(dí)基(jī)礎，數(shù)據采(cǎi)集(jí)主要由底(dǐ)層(céng)多功(gōng)能網絡(luò)儀表采(cǎi)集完(wán)成(chéng)，實(shí)現(xiàn)遠程(chéng)數(shù)據(jù)的(dí)本(běn)地實(shí)時顯示。需要完成采集(jí)的(dí)信號(hào)包(bāo)括：三相電(diàn)壓(yā)U，三相電流I，頻率(shuài)Hz，功(gōng)率P，功率(shuài)因(yīn)數COSφ，電度(dù)Epi，遠程(chéng)設備(bèi)運(yùn)行狀態等(děng)數據(jù)。
  數據(jù)處理主要(yào)是把(bǎ)按要求(qiú)采集(jí)到(dào)的電(diàn)參量實時準(zhǔn)確(què)的顯(xiǎn)示(shì)給(gěi)用(yòng)戶(hù)，達到(dào)配電(diàn)監控的自(zì)動(dòng)化化和智(zhì)能化(huà)要(yào)求，同時把采集(jí)到(dào)的(dí)數據(jù)存入數據庫供用戶查詢(xún)。
  2.2  人機交(jiāo)互
  係(xì)統提供簡(jiǎn)單，易用，良好(hǎo)的用戶使(shǐ)用(yòng)界麵(miàn)。采(cǎi)用全中文界麵(miàn)，CAD圖形(xíng)顯(xiǎn)示(shì)低壓(yā)配(pèi)電(diàn)係統電氣一(yī)次主(zhǔ)接(jiē)綫圖(tú)，顯(xiǎn)示配電係(xì)統設備狀(zhuàng)態及(jí)相應(yīng)實(shí)時(shí)運行參數，畫麵定時輪巡(xún)切換(huàn)；畫麵(miàn)實(shí)時動(dòng)態刷新(xīn)；模擬(nǐ)量(liáng)顯(xiǎn)示(shì)；開關量顯(xiǎn)示(shì)；連續記錄顯示等(děng)。
  2.3  歷史事件
  歷史(shǐ)事件查(chá)看(kàn)界(jiè)麵主要為用(yòng)戶查(chá)看(kàn)曾經發(fā)生過(guò)的故(gù)障(zhàng)記(jì)錄(lù)，信(xìn)號(hào)記(jì)錄，操(cāo)作記錄(lù)，越(yuè)限記(jì)錄提供(gōng)方便友(yǒu)好的(dí)人機交互(hù)，通(tōng)過(guò)歷史事件(jiàn)查看平台，您(nín)可以(yǐ)根(gēn)據自己的(dí)要求(qiú)和查詢條件(jiàn)方便定位您所要查(chá)看的歷(lì)史事件，為(wéi)您把握(wò)整個(gè)係統(tǒng)的運行情況提(tí)供(gōng)了良好的(dí)軟(ruǎn)件支持(chí)。
  2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢
  主要(yào)完成(chéng)遙測(cè)量和(hé)遙信量定時采集(jí)，並且建(jiàn)立(lì)數據庫(kù)，定(dìng)期生成(chéng)報表，以供用戶查詢(xún)打(dǎ)印(yìn)。
  2.5  用(yòng)戶權(quán)限管(guǎn)理(lǐ)
  針對不(bù)同級(jí)別(bié)的用(yòng)戶(hù)，設(shè)置(zhì)不(bù)同的權限(xiàn)組，防(fáng)止(zhǐ)因人為誤操作給生(shēng)產(chǎn)，生活(huó)帶(dài)來(lái)的(dí)損(sǔn)失，實現(xiàn)配電係統(tǒng)的安全，可(kě)靠(kào)運行(háng)。可以通(tōng)過(guò)用戶管(guǎn)理進(jìn)行(háng)用戶登錄，用(yòng)戶注銷(xiāo)，修改(gǎi)密碼(mǎ)，添(tiān)加(jiā)刪(shān)除等操(cāo)作(zuò)，方(fāng)便用戶對賬號和(hé)權(quán)限的修(xiū)改(gǎi)。
  2.6  遠(yuǎn)程(chéng)報表(biǎo)查(chá)詢
  報(bào)表(biǎo)管理程序的(dí)主(zhǔ)要功(gōng)能是(shì)根據用(yòng)戶(hù)的需(xū)要設(shè)計(jì)報表(biǎo)樣式，把(bǎ)係統中(zhōng)處理(lǐ)的數據經過(guò)篩選(xuǎn)，組合(hé)和(hé)統計生成(chéng)用(yòng)戶(hù)需要的(dí)報(bào)表數(shù)據(jù)。本(běn)程(chéng)序還(huán)可以根(gēn)據(jù)用(yòng)戶的(dí)需要對報表文(wén)件(jiàn)采用定時保(bǎo)存，打印。同(tóng)時(shí)本程序還(huán)向(xiàng)用戶提供(gōng)了對(duì)生(shēng)成的報(bào)表文(wén)件(jiàn)管理功(gōng)能(néng)。
  報表(biǎo)具有(yǒu)自由設(shè)置查詢時間實(shí)現日，月(yuè)，年(nián)的電(diàn)能(néng)統(tǒng)計，數據導(dǎo)出(chū)和(hé)報(bào)表(biǎo)打印(yìn)等功能。
3  案例(lì)分析(xī)
  南師大(dà)隨園(yuán)研樓(lóu)高(gāo)壓櫃(guì)改造(zào)項(xiàng)目(mù)電(diàn)力(lì)監控係統(tǒng)包含(hán)變(biàn)電(diàn)所(suǒ)電表(biǎo)，對(duì)變電所的(dí)低壓配(pèi)電回路(lù)進(jìn)行遠程實時監(jiān)控(kòng)和電能(néng)管理。
  變(biàn)電(diàn)所(suǒ)采用AM6，ACR220ELH多功能(néng)儀表(biǎo)，其(qí)是(shì)針對電力係統(tǒng)，工礦企業(yè)，公共設施(shī)，智(zhì)能(néng)大廈的電力監控需求而設計(jì)的網絡電力儀表，它能(néng)測(cè)量常(cháng)規電力(lì)參數(shù)，如：三相(xiāng)電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，有(yǒu)功功(gōng)率，無(wú)功(gōng)功(gōng)率，功(gōng)率因數(shù)，頻率，有(yǒu)功電(diàn)度，無功電(diàn)度等多(duō)種電參量(liáng)。該係列(liè)網(wǎng)絡電力(lì)儀表主要(yào)應(yīng)用(yòng)於變(biàn)電(diàn)站(zhàn)自(zì)動化，配(pèi)電網(wǎng)自(zì)動(dòng)化(huà)，小區電力(lì)監(jiān)控(kòng)，工(gōng)業自動化(huà)，能源管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)及(jí)智能(néng)建(jiàn)築等領域。
  低壓(yā)配電二次圖見(jiàn)圖（2），功能有電(diàn)量遙測(cè)主(zhǔ)要監測運(yùn)行設備(bèi)的(dí)電參量，其(qí)中包括：綫三相電壓，電(diàn)流(liú)，功率，功率因(yīn)數(shù)，電能，頻(pín)率(shuài)等(děng)電(diàn)參量(liáng)及配(pèi)出(chū)回路(lù)的三相電流(liú)；遙信功(gōng)能(néng)實現(xiàn)顯示現場(cháng)設(shè)備的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)，主要(yào)包(bāo)括：開關的(dí)分，合(hé)閘運行(háng)狀態(tài)和(hé)通訊故(gù)障(zhàng)報(bào)警。

  

圖（2）低(dī)壓配電一(yī)次圖(tú)

  遙信(xìn)和(hé)遙測報警功能，主要完(wán)成(chéng)對低壓各出綫回(huí)路的(dí)開(kāi)關運(yùn)行(háng)狀態(tài)和(hé)負載進(jìn)綫(xiàn)監控，對(duì)開(kāi)關(guān)變位(wèi)和負(fù)載(zǎi)越限彈出報(bào)警(jǐng)界麵，指(zhǐ)示(shì)具(jù)體的報警位置(zhì)並(bìng)聲音報警(jǐng)，提醒值(zhí)班(bān)人(rén)員(yuán)及時處理(lǐ)。具備歷(lì)史查詢功能。見圖（3）。

圖(tú)（3） 實時遙信報警信息

  參數(shù)抄表功(gōng)能，主要(yào)對低壓各(gè)出綫回(huí)路的電參(cān)數進綫(xiàn)查(chá)詢(xún)。支(zhī)持任意時刻電(diàn)參數(shù)查(chá)詢，具備數(shù)據導出(chū)和報(bào)表打(dǎ)印(yìn)等(děng)功(gōng)能。該報表查(chá)詢配(pèi)電(diàn)箱(xiāng)出綫(xiàn)回路(lù)的電(diàn)參數(shù)，主要包括(kuò)：三相電壓(yā)，電(diàn)流，功(gōng)率(shuài)因數(shù)，有(yǒu)功功率(shuài)和有(yǒu)功(gōng)電度。該報表各(gè)回路名稱(chēng)和數據庫關聯，方(fāng)便(biàn)用(yòng)戶(hù)修(xiū)改回路(lù)名稱。見(jiàn)圖(tú)（4）。

                    圖(tú)（4） 參(cān)數抄表(biǎo)

  用電量(liáng)報表功(gōng)能(néng)，可(kě)選擇(zé)時間(jiān)段(duàn)進(jìn)行(háng)查(chá)詢，支持(chí)任(rèn)意時間(jiān)段(duàn)電(diàn)度累計(jì)查詢(xún)，具(jù)備數據導出和(hé)報表打印等(děng)功能。為(wéi)值(zhí)班(bān)人員提(tí)供了準確可靠的電能報表。該報表各(gè)回(huí)路名(míng)稱和數據庫(kù)關(guān)聯(lián)，方(fāng)便用(yòng)戶修(xiū)改回路名(míng)稱(chēng)。用(yòng)戶可以直接打(dǎ)印(yìn)報表，可(kě)以(yǐ)以(yǐ)EXCEL格式(shì)另(lìng)存(cún)到其(qí)他(tā)位置(zhì)。 見圖(tú)（5）。

圖（5） 電能報表

  係(xì)統通訊結構(gòu)示意(yì)圖，主(zhǔ)要顯(xiǎn)示(shì)係(xì)統的組(zǔ)網(wǎng)結構(gòu)，係統(tǒng)采用分層分布式結構，同時(shí)監測(cè)間隔(gé)層(céng)設備的通信(xìn)狀(zhuàng)態(tài)。紅色表示通訊正常，綠(lǜ)色(sè)表示通訊故障(zhàng)。見圖(tú)（6）。

圖（6）係(xì)統通訊結(jié)構示(shì)意圖

4  結(jié)束(shù)語(yǔ)
  隨(suí)著社會(huì)的(dí)發展及電力的(dí)廣(guǎng)泛應(yīng)用(yòng)，電(diàn)力監(jiān)控係(xì)統已(yǐ)成為全國(guó)各地重(zhòng)點工(gōng)程項(xiàng)目，標(biāo)誌性建築/大型(xíng)公共設施(shī)等大(dà)麵積多(duō)變電所(suǒ)用戶的(dí)必(bì)然(rán)選擇，本文介紹的Acrel-2000電力(lì)監控(kòng)係(xì)統在南師大隨園(yuán)研(yán)樓高壓(yā)櫃改造項目(mù)的(dí)應用，可以(yǐ)實現(xiàn)對(duì)變(biàn)電所低(dī)壓配電回(huí)路用電(diàn)的實時監(jiān)控(kòng)與電(diàn)力監(jiān)控，不僅(jǐn)能(néng)顯示(shì)回(huí)路(lù)用電(diàn)狀況，還具有網絡通(tōng)訊功(gōng)能(néng)，可以與串口(kǒu)服(fú)務器(qì)，計算機(jī)等組(zǔ)成電(diàn)力(lì)監控(kòng)係(xì)統(tǒng)。係(xì)統(tǒng)實現對(duì)采(cǎi)集(jí)數(shù)據的分析，處(chǔ)理(lǐ)，實(shí)時顯(xiǎn)示(shì)變電所內各配(pèi)電回路的運(yùn)行狀(zhuàng)態(tài)，對分合閘(zhá)，負(fù)載越(yuè)限具有彈出(chū)報(bào)警對話(huà)框(kuàng)及(jí)語音(yīn)提示，並(bìng)生(shēng)成(chéng)各種電能(néng)報表，分(fēn)析曲綫，圖形(xíng)等，便(biàn)於(yú)電能(néng)的遠程抄(chāo)表(biǎo)以及分(fēn)析(xī)，研究。該係統運(yùn)行安(ān)全(quán)，可(kě)靠(kào)，穩(wěn)定(dìng)，為變電所(suǒ)用(yòng)戶解(jiě)決用電問(wèn)題提(tí)供了(liǎo)真實(shí)可靠的依據，取(qǔ)得了(liǎo)較好的(dí)社會效(xiào)益。