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安科瑞電氣股份有限公司
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昆山某廠房電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
更新時(shí)間:2023-12-13   點(diǎn)擊次數(shù):368次


陸曉君安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801; 

 摘要:介紹鉑爾曼昆山廠房電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。

關(guān)鍵詞:工業(yè);變電所;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);

0  概述 

鉑爾曼昆山廠房變電所項(xiàng)目位于江蘇省昆山市張浦鎮(zhèn)開發(fā)區(qū),從事門鎖機(jī)械構(gòu)件、天窗機(jī)械組件生產(chǎn),對(duì)應(yīng)工廠生產(chǎn)變配電環(huán)節(jié)管理以人工為主,存在配電管理的滯后性、人工成本的高昂性、電氣隱患的滯后性

Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最新發(fā)展,對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。1

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)鉑爾曼昆山廠房電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目10kV0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理,監(jiān)控范圍為51臺(tái)我司PZ系列多功能儀表,分2條總線直接拉至值班室采集器,后通過接入值班室監(jiān)控主機(jī),從而實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;

如圖(1)所示:

 

圖(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為:多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡(jiǎn)單方便;通訊接口是半雙工通信通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps

RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,最大傳輸距離為1.2km。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

2.1  數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)包括:三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶,達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.2  人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫面定時(shí)輪巡切換;畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。

2.3  事件

事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號(hào)記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過歷史事件查看平臺(tái),您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫,定期生成報(bào)表,以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權(quán)限管理

針對(duì)不同級(jí)別的用戶,設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢

報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能。

報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

3  案例分析

鉑爾曼昆山廠房電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目 項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)變電所,本項(xiàng)目針對(duì)這變電所10kV0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行電能管理,根據(jù)變電所的監(jiān)控,完成變電所的運(yùn)行管理,以及對(duì)于錦和置業(yè)公司的物業(yè)及配電維護(hù)的管理

配電所主要耗能回路采用多功能電表,我司也有相應(yīng)型號(hào)儀表,ACR系列多功能儀表,其是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有2路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn),這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統(tǒng)及智能建筑等領(lǐng)域。

低壓配電二次圖見圖(2),功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒用戶及時(shí)處理故障。  

 

圖(2)低壓配電二次圖

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖(3)。

 

圖(3 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警歷史遙測(cè)報(bào)警信息查詢

參數(shù)抄表功能,主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢供變電所出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。見圖(4)。

 

圖(4 參數(shù)抄表

用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,變電所內(nèi)的各配電回路的精確用電量,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖(5)。

 

圖(5 電能報(bào)表

系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。見圖(6)。

 

圖(6)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4  結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重點(diǎn)工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的必然選擇,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)鉑爾曼昆山廠房電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重工業(yè)工廠變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電能管理,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(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語音提示,并生成各種電能報(bào)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,為變電所用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的社會(huì)效益。2]

系統(tǒng)架構(gòu)
Acrel-3000WEB電能管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),整體架構(gòu)如下:
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示:運(yùn)維云平臺(tái)包含站控管理層(運(yùn)維軟件)及網(wǎng)絡(luò)通訊層(變電所數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)),現(xiàn)場(chǎng)安裝多功能電力儀表及無線測(cè)溫系統(tǒng)。
多功能電能表ACR220EL
ACR 電力質(zhì)量分析儀包含 ACR220ELH 儀表,是本公司按 IEC 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),與國際技術(shù)同步的綜合電力監(jiān)控。該產(chǎn)品具有三相交流電量測(cè)量、復(fù)費(fèi)率電能計(jì)量、四象限電能計(jì)量、諧波分析、電網(wǎng)質(zhì)量分析、遙信輸入、遙控輸出以及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,其中 ACR220ELH/ACR330ELH 同時(shí)還具有電網(wǎng)波形實(shí)時(shí)跟蹤顯示和 SOE 事件記錄功能,主要用于對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。
多功能電能表
無線測(cè)溫設(shè)備
無線溫度傳感器適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。
無線測(cè)溫傳感器ATE400:安裝于斷路器觸頭、母排、電纜搭接點(diǎn)等大電流處,采集溫度量并通過無線方式傳輸?shù)膫鞲衅鳌?/div>
  
通訊管理機(jī)
ANet-2E8S1是安科瑞電氣股份有限公司自主研發(fā)的一款通用型智能通信管理機(jī),適用于國家公務(wù)機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、社區(qū)公共機(jī)構(gòu)、住宅商業(yè)樓宇、酒店餐飲商場(chǎng)等領(lǐng)域,可滿足水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的用量及能源能耗分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)采集的需求。
網(wǎng)關(guān)可設(shè)置觸發(fā)式報(bào)警、觸發(fā)式主動(dòng)上傳,具備斷點(diǎn)續(xù)傳功能。網(wǎng)關(guān)自帶內(nèi)存可存儲(chǔ)15天左右現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后從斷點(diǎn)繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)不丟失。
通訊管理機(jī)
ANet智能通信管理機(jī)提供豐富的規(guī)約庫支持,實(shí)現(xiàn)不同二次設(shè)備供應(yīng)商的智能設(shè)備互聯(lián)。
5 系統(tǒng)軟件模塊
平臺(tái)登錄界面
用瀏覽器打開云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼,進(jìn)行登錄,防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。
平臺(tái)首頁
展示頁面
平臺(tái)首頁為變電所概況,包括變電所狀態(tài)、地圖導(dǎo)航和用能月報(bào)。變電所狀態(tài)包括:變電所概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。
變壓器監(jiān)測(cè)
顯示變壓器的運(yùn)行狀況,變壓器列表顯示變壓器的電壓等級(jí);變壓器狀態(tài)顯示變壓器的運(yùn)行參數(shù),即變壓器的負(fù)荷、功率、電流、電壓、溫度以及功率曲線。
電力運(yùn)行報(bào)表
電力運(yùn)行報(bào)表顯示各回路分時(shí)段的電力參數(shù)和電能的實(shí)時(shí)值,如下圖所示:
用電分析
用電分析包括用能報(bào)表、同比分析、環(huán)比分析、電能集抄、計(jì)量及線路損耗。
用戶報(bào)告
用戶報(bào)告展示了選中變配電站在選定時(shí)間內(nèi)的信息,主要分為變配電站概況、用電量分析(包括日耗電量分析和線路能耗排名)、變壓器運(yùn)行情況(涵蓋了各個(gè)變壓器及其對(duì)應(yīng)的日負(fù)荷分析和日功率因數(shù)分析)、時(shí)間統(tǒng)計(jì)(包括遙測(cè)越限事件和遙信變位事件)、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維情況(巡檢過程中的設(shè)備缺陷及其處理情況)五個(gè)模塊。


安科瑞電氣股份有限公司主營產(chǎn)品:水電預(yù)付費(fèi)系統(tǒng),遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電表,數(shù)顯多功能電表
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