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電力監(jiān)控系統(tǒng)在上海財經(jīng)大學(xué)本部定路校區(qū)檔案館的應(yīng)用

點擊次數(shù):924 更新時間:2018-01-15

王蒙蒙

安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介紹上海財經(jīng)大學(xué)本部定路校區(qū)檔案館,采用綜合保護(hù)裝置、智能電力儀表,采集配電現(xiàn)場的各種電參量和狀態(tài)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所變配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞:上海財經(jīng)大學(xué);10KV變配電所;綜合保護(hù)裝置;智能電力儀表;Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

0、概述 

  上海財經(jīng)大學(xué)占地面積826畝,設(shè)有三個校區(qū),主校區(qū)位于定路777號,中山北一路校區(qū)位于中山北一路369號,昆山路校區(qū)位于昆山路146號。

  本項目承接其定路校區(qū)檔案館變配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)搭建,檔案館總共有2路10KV進(jìn)線,經(jīng)2臺2000KVA變壓器變壓后對整個檔案館進(jìn)行供電,變電站內(nèi)綜合保護(hù)裝置、溫控儀、多功能儀表等設(shè)備采用RS485總線組網(wǎng)接入電力監(jiān)控系統(tǒng),系統(tǒng)主機(jī)安裝在變電站內(nèi)值班室。

 

1、需求分析

  電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下:

  電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新,并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。

  對各回路的電流繪制趨勢曲線,便于分析該回路配電運(yùn)行工況。

  對各回路的電能集抄功能,并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。

  對各回路儀表進(jìn)行實時通訊狀態(tài)顯示。

  多用戶權(quán)限管理,便于分級操作。

  本技術(shù)條件適用于上海財經(jīng)大學(xué)本部定路校區(qū)檔案館的變配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,但不于此,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2、系統(tǒng)方案

  監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對上海財經(jīng)大學(xué)本部定路校區(qū)檔案館變配電進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變配電所的綜合保護(hù)裝置、溫控儀、多功能儀表。系統(tǒng)接入變配電所6塊綜合保護(hù)裝置,29塊P96-E4/KC多功能儀表,2塊變壓器溫控儀,共分5條總線,總線直接接入本變電所內(nèi)串口服務(wù)器,通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機(jī),從而在監(jiān)控主機(jī)上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1) 站控管理層

  站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

2) 網(wǎng)絡(luò)通訊層

  通訊層主要是由協(xié)議隔離轉(zhuǎn)換器及總線網(wǎng)絡(luò)組成。協(xié)議隔離轉(zhuǎn)換器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表、綜合保護(hù)裝置、變壓器溫控儀;總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無人值守的目的。

3) 現(xiàn)場設(shè)備層

  現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由安科瑞智能儀表P96-E4/KC、綜合保護(hù)裝置、直流屏、變壓器溫控儀組成,儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

  現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在25只左右,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器,進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:

 

3、系統(tǒng)功能

功能特點

  本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面,一切操作均可在界面上進(jìn)行,而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

  為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)的操作(如配電回路名稱修改等)。定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的安全保障。將用戶的級別分為操作工、工程師、系統(tǒng)管理員這三個等級,每個等級可以單獨賦給不同的操作權(quán)限,包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、報表管理。系統(tǒng)管理員為高等級用戶,高一級的用戶可以添加、刪除下一級別的用戶。

監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊,標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

 

  標(biāo)題界面中顯示當(dāng)前登錄用戶及系統(tǒng)當(dāng)前時間。

  系統(tǒng)界面中顯示當(dāng)前界面對應(yīng)各種參數(shù)。

  菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。不同的功能按鈕,可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。

配電監(jiān)測界面

 

配電監(jiān)測功能

  可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括:三相電流,電能。在母線(既圖中橫線)上方數(shù)字(如:1P1)代表開關(guān)柜

  當(dāng)選擇以“管理員”身份登錄系統(tǒng)后,可在系統(tǒng)一次圖中點擊回路名稱,直接對回路名稱進(jìn)行修改,修改后系統(tǒng)會自動保存。

通訊狀態(tài)

  實時顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時能自動在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護(hù)人員實時掌握現(xiàn)場各設(shè)備的通訊狀態(tài),對出現(xiàn)異常的設(shè)備及時維護(hù),保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

   

通訊狀態(tài)圖

  通訊狀態(tài)能夠看到整個系統(tǒng)的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),該系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài),出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時,系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。紅色表示通訊正常,綠色表示儀表通訊出線故障。及時通知維系人員進(jìn)行查詢故障原因。

電參量報表

  實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能,所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實時數(shù)據(jù)庫。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時間段或選擇查詢近更新的記錄數(shù)等,并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。

 

  設(shè)置需要查詢的時間,點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數(shù)據(jù)包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。

  該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定,電流越限,功率、功率因數(shù)是否符合要求。以此為依據(jù),對系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和化。

  報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時具備打印功能。點擊打印報表,按需要即可打印報表。

電能報表

  以豐富的數(shù)據(jù)報表體現(xiàn)計量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時抄表匯總統(tǒng)計功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況,即該節(jié)點進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時可追溯,維護(hù)計量體系的正確性。

 

電能報表功能

  用電量的管理以報表形式呈現(xiàn),該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時間段內(nèi)的各回路用電,每個進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi),可方便查詢。

  通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間,即可顯示此時間段內(nèi)的用電量。

  該報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時具備打印功能。

電流越限設(shè)置

  對配電系統(tǒng)每個回路設(shè)計了電流越限設(shè)置。便于配電維護(hù)人員及時根據(jù)現(xiàn)場用電需求變更用電電流設(shè)置限值,當(dāng)發(fā)生電流越限,及時控制回路用電,確保供電可靠性,為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。

 

電流越限設(shè)置

報警及事件

實時報警

  實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運(yùn)行時自動打開,并一直隱藏在后臺。

  當(dāng)有電流或者電壓越限,并且觸及報警界*,“相應(yīng)實時報警”窗口就會自動彈出,并以紅色字體顯示具體的報警信息:回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

  通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間,即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息,包括遙測報警和遙信報警,還包括具體的報警時間,報警類型,報警內(nèi)容等。

 

4、結(jié)束語

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,變電所的配電安全性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在上海財經(jīng)大學(xué)本部定路校區(qū)檔案館的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

  [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 電力出版社. 2007. 4

  [2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

作者簡介

  陸曉君,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電

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