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劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801
摘要:介紹安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng),采用智能電力儀表采集分布在變電所的48塊多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表的各種電參量。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)總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺(tái),通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞:變電所;多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表;電力監(jiān)控系統(tǒng);
0 概述
山東齊魯增塑劑股份有限公司位于山東省淄博市,始建于1989年,總資產(chǎn) 8億元,具備生產(chǎn)能力增塑劑40萬噸/年,苯酐7萬噸/年,主要產(chǎn)品有苯酐、810酯、DOP、DBP、DIBP、DIDP、DINP等品種。
安科瑞電氣股份有限公司于2013年6月承接山東齊魯增塑劑股份有限公司新建辦公樓配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,配電系統(tǒng)共有2路0.4kV電源進(jìn)線、2路無功補(bǔ)償、44路0.4kV電源出線組成。
1、客戶需求
現(xiàn)場(chǎng)48個(gè)電壓回路的儀表分布在同個(gè)變電所,電力監(jiān)控系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下:
1、集中采集48個(gè)回路低壓儀表的數(shù)據(jù)并在次系統(tǒng)圖界面顯示。
2、各個(gè)回路的電流越限時(shí),系統(tǒng)通過聲光告警通知被管理人員,及時(shí)用電隱患。
3、需實(shí)時(shí)和歷史分析各個(gè)回路的用電趨勢(shì),便于削峰填谷,錯(cuò)峰供電和生產(chǎn)。
4、能夠查看具體某個(gè)回路或幾個(gè)回路每天的用電量,并可通過報(bào)表進(jìn)行對(duì)比。
根據(jù)用戶需求,需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變配電所通過現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行組網(wǎng)并建立電力監(jiān)控系統(tǒng)(主要是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控),在控制值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺(tái),對(duì)48個(gè)回路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析,以保證用電的、可靠和。
2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述
本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,項(xiàng)目組網(wǎng)圖如下,現(xiàn)場(chǎng)48個(gè)低壓回路的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表表經(jīng)RS485現(xiàn)場(chǎng)總線連接至串口服務(wù)器,然后通過以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,存儲(chǔ),處理,顯示和上傳如圖(1)所示:
圖(1)電力監(jiān)控系統(tǒng)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,分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的次設(shè)備分散安裝在同配電室的電氣柜內(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。
建設(shè)完成后的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,般都采用二根連線,接線簡單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)zui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,zui大傳輸距離為1.2km。
3、電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
3.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是電力監(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)到電力監(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。
3.2 歷史事件
歷史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。
3.3 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。
3.4 運(yùn)行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢(shì)曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)重要回路電流和功率負(fù)荷參量,自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢(shì)曲線的,方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;可以查看實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線或歷史趨勢(shì)線;對(duì)所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作,幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶,為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
3.5 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。
4、案例分析
本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)金隅節(jié)能保溫科技公司變電所48個(gè)回路配電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析及管理,監(jiān)控范圍如下表1所示:
1#變配電室 | |||
序號(hào) | 柜號(hào) | 回路名稱 | 儀表型號(hào) |
1 | AA1 | 1#進(jìn)線 | ACR330ELH |
2 | AA3 | 無功補(bǔ)償 | ACR110EL/K |
3 | AA5 | 聯(lián)絡(luò)柜 | ACR110EL/K |
4 | AA7 | 車庫消防風(fēng)機(jī) | ACR110EL/K |
5 | 消防泵房 | ACR110EL/K | |
6 | 1#樓層消防用電 | ACR110EL/K | |
7 | 2#樓層消防用電 | ACR110EL/K | |
8 | 消防 | ACR110EL/K | |
9 | 1#應(yīng)急 | ACR110EL/K | |
10 | 2#應(yīng)急 | ACR110EL/K | |
11 | 1-4#附樓消防用電 | ACR110EL/K | |
12 | 備用 | ACR110EL/K | |
13 | AA9 | 1#樓電梯 | ACR110EL/K |
14 | 2#樓電梯 | ACR110EL/K | |
15 | 信息 | ACR110EL/K | |
16 | 變電所用電 | ACR110EL/K | |
17 | 備用 | ACR110EL/K | |
18 | 1#樓照明用電負(fù)1-2層 | ACR110EL/K | |
19 | 2#樓照明用電負(fù)1-2層 | ACR110EL/K | |
20 | AA11 | 1#樓空調(diào)機(jī)房 | ACR110EL/K |
21 | 2#樓空調(diào)機(jī)房 | ACR110EL/K | |
22 | 報(bào)告廳、餐廳、廚房照明 | ACR110EL/K | |
23 | 廚房動(dòng)力 | ACR110EL/K | |
24 | 備用 | ACR110EL/K | |
25 | 1-4#附樓用電 | ACR110EL/K | |
26 | 1#樓照明用電3-5層 | ACR110EL/K | |
27 | AA10 | 制冷機(jī)房 | ACR110EL/K |
28 | 制冷機(jī)房 | ACR110EL/K | |
29 | 備用 | ACR110EL/K | |
30 | AA8 | 1#樓電梯 | ACR110EL/K |
31 | 2#樓電梯 | ACR110EL/K | |
32 | 信息 | ACR110EL/K | |
33 | 變電所用電 | ACR110EL/K | |
34 | 立面照明 | ACR110EL/K | |
35 | 景觀照明 | ACR110EL/K | |
36 | 備用 | ACR110EL/K | |
37 | 2#樓照明3-5層 | ACR110EL/K | |
38 | AA6 | 車庫消防風(fēng)機(jī) | ACR110EL/K |
39 | 消防泵房 | ACR110EL/K | |
40 | 1#樓層消防用電 | ACR110EL/K | |
41 | 2#樓層消防用電 | ACR110EL/K | |
42 | 消防 | ACR110EL/K | |
43 | 1-4#附樓消防用電 | ACR110EL/K | |
44 | 備用 | ACR110EL/K | |
45 | 備用 | ACR110EL/K | |
46 | 備用 | ACR110EL/K | |
47 | AA4 | 無功補(bǔ)償 | ACR110EL/K |
48 | AA2 | 2#進(jìn)線 | ACR330ELH |
表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布表
根據(jù)其改造的回路,系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示次回路運(yùn)行狀況,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。見圖(2)、(3)
圖(2)1#進(jìn)線 次系統(tǒng)圖
圖(3)2#進(jìn)線 次系統(tǒng)圖
系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)所有點(diǎn)的通訊狀態(tài),紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常,便于用戶查看各監(jiān)測(cè)點(diǎn)通訊狀態(tài),如圖(4):
圖(4) 通訊狀態(tài)圖
遙測(cè)報(bào)警功能,主要完成對(duì)直變和主變負(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(5)。
圖(5) 越限報(bào)警信息
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,用戶可以直接打印報(bào)表,并導(dǎo)出為EXCEL格式如圖(6)所示:
圖(6) 電能報(bào)表
參數(shù)抄表功能,主要所有回路的電參數(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。電參數(shù)主要包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率和有功電度。如圖(6)所示。
圖(7) 參數(shù)抄表
負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持,見圖(8)。
圖(8)電流趨勢(shì)曲線
4 結(jié)束語
1)本系統(tǒng)于2013年8月完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,順利通過用戶驗(yàn)收并投入運(yùn)行,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,至今未出現(xiàn)任何故障,得到用戶好評(píng)。
2)本項(xiàng)目的成功實(shí)施表明:本項(xiàng)目的技術(shù)方案是科學(xué)的、合理的、可行的。
3)本系統(tǒng)采用對(duì)分布式配電的集中監(jiān)控,達(dá)到了預(yù)期的效果,電力監(jiān)控軟件運(yùn)行界面滿足了用戶需求,并有效降低了設(shè)計(jì)和施工成本。
作者簡介:
劉細(xì)鳳,女,漢族,本科,工程師,主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)。:021-39905610,18702111750,6