安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計實現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)；電力監(jiān)控；剩余電流監(jiān)測；配電室無人值守

0引言

  安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通訊設(shè)備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。 該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

    本文以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，探討學(xué)校電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。

1項目介紹

    東北農(nóng)業(yè)大學(xué)1948年創(chuàng)建于哈爾濱，始稱東北農(nóng)學(xué)院，教育家、哈爾濱市第一任市長劉達為學(xué)校第一任院長。自建校以來，學(xué)校先后隸屬于東北行政委員會農(nóng)業(yè)部、國家高等教育部、國家農(nóng)業(yè)部、黑龍江省農(nóng)業(yè)委員會、黑龍江省教育廳，1981年被確定為黑龍江省省屬院校，1994年與黑龍江省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院合并組建東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，現(xiàn)為國家“211工程”建設(shè)大學(xué)，黑龍江省人民政府與農(nóng)業(yè)部省部共建大學(xué)。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接?xùn)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實施。

2用戶需求

    實現(xiàn)對東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的主樓和藝術(shù)樓共600塊左右網(wǎng)絡(luò)電力儀表的進行遠(yuǎn)程監(jiān)測。

3設(shè)計方案

    現(xiàn)場設(shè)備全集中在同一個配電室中，業(yè)主的電氣值班室就近安排在配電室旁，本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見的3層結(jié)構(gòu)，站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場設(shè)備層。

  3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

  系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn)：

  ISO/IEC11801     《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

  JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》

    GB/J63-90     《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

    GB/T13730     《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》

    GBJ63-93     《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》

  GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》

    IEC-61131-3         《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

 3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D

 為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機進而傳輸至后臺主機實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢，如圖1：

 圖1

3.3儀表，通訊線纜，交換機及串口服務(wù)器選型

  現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備為600臺電力儀表。這些設(shè)備分別根據(jù)設(shè)計要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。通過RS-485接口實現(xiàn)與上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表的通訊規(guī)約為Modbus-RTU;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務(wù)器構(gòu)成。串口服務(wù)器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，通過TCP/IP與站控管理層主機相連，構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設(shè)備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中，與站控管理層設(shè)備安裝在一起; 站控管理層設(shè)備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機交互功能,具體設(shè)備如下表：

4 系統(tǒng)功能

上位機軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。

    4.1配電系統(tǒng)一次示意圖：0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯(lián)或發(fā)電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標(biāo)注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2所示：

圖2

    4.2趨勢曲線：負(fù)荷趨勢曲線提供了某一段時間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢，方便管理員掌握用電設(shè)備的運行狀況，對存在故障隱患的設(shè)備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進。如圖3所示：

圖3

4.3報表功能：通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報

剩余電流報表，用電量報表用于進行電費收費計量以及與供電局?jǐn)?shù)據(jù)核對后進行成本核算，如圖4所示

    圖4

6 運行效果

    總的來說，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電力監(jiān)控系統(tǒng)功能完備，能夠很好的滿足現(xiàn)階段對配電網(wǎng)絡(luò)管理的要求，做到對配電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測，故障的實時有效預(yù)警，事故的分析追溯。系統(tǒng)還預(yù)留了充足的通訊接口，為以后系統(tǒng)的擴容升級打下了基礎(chǔ)。系統(tǒng)操作簡便易學(xué)，用戶不需復(fù)雜的配置即可使用，在用戶持續(xù)熟練地使用之下Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)必會成為配電管理人員的好幫手，提高配電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和維護人員的工作效率，為客戶帶來更多的實實在在的價值。

7 結(jié)束語

    電力監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線存在的問題，明確了整改方向，保障了東北農(nóng)業(yè)大學(xué)配電系統(tǒng)今后的穩(wěn)定運行。本系統(tǒng)自2010年11月投產(chǎn)后，得到了用戶的好評，并已著手就東北農(nóng)業(yè)大學(xué)二期工程的合作進行洽談。