安科瑞 陳玉茹

江蘇安科瑞電器製造有限公司

摘要：介紹虹橋商務區的07-2地塊電力監控系統，採用智慧電力儀表採集配電現場的各種電參量和開關訊號。系統採用現場就地組網的方式，組網後通過現場匯流排通訊並遠傳至後臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現配電迴路用電的實時監控和電能管理。

關鍵詞： 虹橋商務區的07-2地塊；智慧電力儀表;Acrel-2000型；電力監控系統

0 概述

本專案為虹橋商務區的07-2地塊東西區變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對虹橋商務區的07-2地塊的東西區變電所的進出線迴路進行電力監控，以保證用電的安全、可靠和高效。

Acrel-2000型智慧配電系統充分利用了現代電子技術、計算機技術、網路技術和現場匯流排技術的最新發展，對變配電系統進行分散資料採集和集中監控管理。對配電系統的二次裝置進行組網，通過計算機和通訊網路，將分散的配電所的現場裝置連線為一個有機的整體，實現電網執行的遠端監控和集中管理。

1 系統結構描述

本監控系統主要實現虹橋商務區的07-2地塊的10/0.4kV配電系統進行用電監控與電能管理；監控範圍為低壓進出線線櫃進行遠端實時監控和電能管理。該系統總計東區變電所有170只多功能網路電力儀表及2臺綜保、2臺溫控儀和1面直流屏共12根匯流排；西區變電所有172只多功能網路電力儀表及6臺綜保、4臺溫控儀和1面直流屏共12根匯流排，變電所儀表直接拉至變電所的串列埠伺服器，至後臺電腦，實現儀表與監控主機的資料連通。

本監控系統採用分層分散式結構，即站控層，通訊層與間隔層；

如圖（1.1）（1.22）所示： 圖（1.1）東區變電所網路拓撲圖 圖（1.2）西區變電所網路拓撲圖

間隔裝置層主要為：多功能網路電力儀表。這些裝置分別對應相應的一次裝置安裝在電氣櫃內，這些裝置均採用RS485通訊介面，通過現場MODBUS匯流排組網通訊，實現資料現場採集。

網路通訊層主要為：串列埠伺服器，其主要功能為把分散在現場採集裝置集中採集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的資料互動。

站控管理層：設有高效能工業計算機、顯示器、UPS電源、印表機等裝置。監控系統安裝在計算機上，集中採集顯示現場裝置執行狀況，以人機互動的形式顯示給使用者。

以上網路儀表均採用RS485介面和MODBUS-RTU通訊協議，RS485採用遮蔽線傳輸，一般都採用二根連線，接線簡單方便；通訊介面是半雙工通訊即通訊的雙方都可以接收、傳送資料但是在同一時刻只能傳送或接收資料，資料最高傳輸速率為10Mbps。

RS485介面是採用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連線多達30個裝置，最大傳輸距離為1km。

2 電力監控系統主要功能

2.1 資料採集與處理

資料採集是配電監控的基礎，資料採集主要由底層多功能網路儀表採集完成，實現遠端資料的本地實時顯示。需要完成採集的訊號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠端裝置執行狀態等資料。

資料處理主要是把按要求採集到的電參量實時準確的顯示給使用者，達到配電監控的自動化化和智慧化要求，同時把採集到的資料存入資料庫供使用者查詢。

2.2 人機互動

系統提供簡單、易用、良好的使用者使用介面。採用全中文介面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統裝置狀態及相應實時執行引數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態重新整理；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

2.3 歷史事件

歷史事件檢視介面主要為使用者檢視曾經發生過的故障記錄、訊號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機互動，通過歷史事件檢視平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要檢視的歷史事件，為您把握整個系統的執行情況提供了良好的軟體支援。

2.4 資料庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時採集，並且建立資料庫，定期生成報表，以供使用者查詢列印。

2.5 使用者許可權管理

針對不同級別的使用者，設定不同的許可權組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠執行。可以通過使用者管理進行使用者登入、使用者登出、修改密碼、新增刪除等操作，方便使用者對賬號和許可權的修改。

2.6 遠端報表查詢

報表管理程式的主要功能是根據使用者的需要設計報表樣式，把系統中處理的資料經過篩選、組合和統計生成使用者需要的報表資料。本程式還可以根據使用者的需要對報表檔案採用定時儲存、列印。同時本程式還向使用者提供了對生成的報表檔案管理功能。

報表具有自由設定查詢時間實現日、月、年的電能統計，資料匯出和報表列印等功能。

3 案例分析

虹橋商務區07-2地塊電力監控系統包含變電所電錶，對變電所的低壓配電迴路進行遠端實時監控和電能管理。

變電所採用多功能網路電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智慧大廈的電力監控需求而設計的網路電力儀表，它能測量常規電力引數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。該系列網路電力儀表主要應用於變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理系統及智慧建築等領域。

低壓配電一次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監測執行裝置的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出迴路的三相電流；遙信功能實現顯示現場裝置的執行狀態，主要包括：開關的分、合閘執行狀態和通訊故障報警。    圖（2）低壓配電一次圖

遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線迴路的開關執行狀態和負載進線監控，對開關變位和負載越限彈出報警介面，指示具體的報警位置並聲音報警，提醒值班人員及時處理。具備歷史查詢功能。見圖（3）。

圖（3） 實時遙信報警資訊

引數抄表功能，主要對低壓各出線迴路的電引數進線查詢。支援任意時刻電引數查詢，具備資料匯出和報表列印等功能。該報表查詢配電箱出線迴路的電引數，主要包括：三相電壓、電流、功率因數、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和資料庫關聯，方便使用者修改迴路名稱。見圖（4）。    圖（4） 引數抄表

用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支援任意時間段電度累計查詢，具備資料匯出和報表列印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和資料庫關聯，方便使用者修改迴路名稱。使用者可以直接列印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。

圖（5） 電能報表

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統採用分層分散式結構，同時監測間隔層裝置的通訊狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（6）。

圖（6）系統通訊結構示意圖

4 結束語

隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地重點工程專案、標誌性建築/大型公共設施等大面積多變電所使用者的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在虹橋商務區07-2地塊的應用，可以實現對變電所低壓配電迴路用電的實時監控與電力監控，不僅能顯示迴路用電狀況，還具有網路通訊功能，可以與串列埠伺服器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對採集資料的分析、處理，實時顯示變電所內各配電迴路的執行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話方塊及語音提示，並生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便於電能的遠端抄表以及分析、研究。該系統執行安全、可靠、穩定，為變電所使用者解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。［2］

參考文獻：

[1].任致程 週中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].週中等編著. 智慧電網使用者端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10