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安科瑞 蔣超萍
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：采用AM4系列微機(jī)保護(hù)和ACR系列多功能電力儀表、采集配電室10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。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(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞：長安大學(xué),高校用電監(jiān)控,配電室,AM4系列微機(jī)保護(hù),Acrel-2000,電力監(jiān)控系統(tǒng);
0 概述
長安大學(xué)座落于古都西安，是中華人民共和國教育部直屬的大學(xué)，由教育部和交通運(yùn)輸部、國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、陜西省人民政府“四部一省”共建，是*“211工程”、“985工程優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)”、“111計(jì)劃”、建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項(xiàng)目”和“工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”建設(shè)高校。
本次項(xiàng)目承接其校本部西門配電室的電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控主機(jī)位于配電室隔壁監(jiān)控室內(nèi)。
1 需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開關(guān)量信號(hào)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。
數(shù)據(jù)采集
自動(dòng)采集現(xiàn)場所有10KV回路AM4微機(jī)保護(hù)及0.4KV回路ACR多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集(定時(shí)采集)可配置周期(1分鐘～24小時(shí))。
支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數(shù)據(jù)查詢與展示
要求能方便實(shí)現(xiàn)各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。
數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權(quán)限管理
要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。
故障報(bào)警
故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時(shí)掌握長安大學(xué)校本部西門配電室實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。
2 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)長安大學(xué)校本部西門配電室現(xiàn)場實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線分7根總線直接接至監(jiān)控室操作臺(tái)內(nèi)的串口服務(wù)器上，保障了配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
現(xiàn)場西門配電室共計(jì)10臺(tái)AM4-I綜保，1臺(tái)AM4-U綜保，低壓部分共2臺(tái)ACR330ELH多功能儀表，2臺(tái)ACR220EL多功能儀表，41臺(tái)ACR120EL多功能儀表，總共分為7條RS485總線接至值班室操作臺(tái)內(nèi)的串口服務(wù)器上。
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。在長安大學(xué)西門配電室工程中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成?？偩€網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)及低壓多功能儀表與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，很大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，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10KV配電柜上的微機(jī)保護(hù)裝置以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
微機(jī)保護(hù)裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意
現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接微機(jī)保護(hù)數(shù)量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：
通訊線路連接示意圖
3 系統(tǒng)功能
配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測長安大學(xué)西門配電室所有回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜及低壓進(jìn)出線回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。如下圖所示：
配電室一次系統(tǒng)圖
事件告警記錄功能，主要完成對查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。
參數(shù)抄表功能，主要對10KV配電柜及低壓配電各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢。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。
電參數(shù)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，綠色表示通訊異常。
通訊結(jié)構(gòu)示意圖
4 結(jié)束語
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，高校建筑的項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在長安大學(xué)西門配電室的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內(nèi)各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進(jìn)出線回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、報(bào)警聲音提示，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了高校建筑的用電可靠度。
