安科瑞  鮑靜君

  江蘇安科瑞電器制造有限公司，江蘇江陰 214405；

   摘要：介紹中國建設銀行股份有限公司云南分行本部電能管理系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量、變壓器三相溫度和配電室發電機房溫濕度。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統實現變電所配電回路用電的管理。

關鍵詞：中國建設銀行股份有限公司云南分行本部電能管理;變電所;智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統

概述 

    Acrel-3000型低壓智能配電系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為個有機的整體，實現電網運行的遠程監控和集中管理。本項目為中國建設銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所改造。根據配電系統管理的要求，需要對銀行變電所內的低壓配出線進行電力監控，以保證用電的安全、可靠和。

1  系統結構描述

   本監控系統主要實現中國建設銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所的0.4kV配電系統進行用電監測與電能管理；監測范圍為改造變電所的T1、T2變壓器的饋線柜、母聯柜、電容補償柜，變壓器的相間溫度、配電室和發電機房的溫濕度，饋線柜和母聯柜側儀表進行遠程實時監控和電能管理。該系統總計有29只儀表，分4條總線，都是直接通過屏蔽雙絞線走管道拉至值班室后連接到串口服務器上，實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）

    間隔設備層主要為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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、發送數據但是在同時刻只能發送或接收數據，數據高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，大傳輸距離為1.2km。

2  電力監控系統主要功能

2.1  數據采集與處理

    數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度EPI、諧波量、遠程設備運行狀態等數據。

數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。

2.2  人機交互

   系統提供簡單、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電氣次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

2.3  歷時事件

    歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數據庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權限管理

   針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，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，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

2.6  運行負荷曲線

   負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

2.7  遠程報表查詢

    報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

3  案例分析

3.1  客戶要求

   中國建設銀行股份有限公司云南分行本部變電所的0.4kV配電系統進行用電監測與電能管理；監測范圍為地下B2變電所改造的T1、T2變壓器聯絡柜、母聯柜、電容補償柜、變壓器相間溫度、配電室溫濕度、發電機溫濕度，饋線柜側儀表進行遠程實時監控和電能管理。

客戶提供的配電室電力監測需求表（列舉）：

v 諧波報表功能，下圖是客戶要求實現的數據顯示，主要完成對低壓出線回路的諧波分量統計，為值班人員提供了直觀、、可靠的電網質量報表。

v 機房環境、變壓器相間溫度報表功能，下圖是客戶要求實現的數據顯示，主要完發電機房和配電室溫濕度統計，變壓器相間溫度風機啟停的檢測。

v 機房環境、變壓器相間溫度報表功能，下圖是客戶要求實現的數據顯示，主要完發電機房和配電室溫濕度統計，變壓器相間溫度風機啟停的檢測。

v 客戶對報表的要求：對各回路的電流、電壓、功率、功率因數、2-31各次諧波分量、相間溫度℃，發電機房和配電室溫濕度做相應的報表并支持查詢歷史數據打印功能，用餅圖的形式顯示四個中心機房的負載率。

3.2  針對本項目軟件實現功能

   本改造項目中部分低壓出線回路采用北京愛博II 50多功能網絡電力儀表，兩個變壓器采用LD-B10-10F溫度巡檢儀，配電室和發電機房采用HD 30溫濕度儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規電力參數，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、諧波量等多種電參量。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、能源管理系統及智能建筑等領域。

1#主變壓器次圖見圖（1），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，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回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警。  

圖（1）1#主變壓器次圖

   參數抄表功能，主要完成對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢供變電所2臺變壓器出線各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。見圖（2）。

圖（2） 參數抄表

   用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。 見圖（3）。

圖（3） 電能報表

     電能年、月、日報表功能，主要完成對低壓出線回路的電能進線年、月、日統計，還配電能餅圖，為值班人員提供了直觀、、可靠的年、月、日報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱，具備數據導出和報表打印等功能。見圖（4）和圖（5）。

圖（4）

圖（5）

   諧波報表功能，主要完成對低壓出線回路的諧波分量統計，為值班人員提供了直觀、、可靠的電網質量報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱，具備數據導出、歷史數據查詢和報表打印等功能。見圖（6）。

圖（6）諧波報表

   機房環境、變壓器相間溫度報表功能，左圖是客戶要求右圖是軟件實現的，主要完發電機房和配電室溫濕度統計，變壓器相間溫度風機啟停的檢測。為值班人員提供了直觀、、可靠的變壓器運行情況和機房環境報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱，具備數據導出、歷史數據查詢和報表打印等功能。見圖（7）和圖（8）。

圖（7）變壓器相間溫度

圖（8）機房環境檢測

   系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（9）。

圖（9）系統通訊結構示意圖

   負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（10）。

圖（10）趨勢曲線圖

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工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在中國建設銀行股份有限公司云南分行本部地下B2變電所改造的應用，可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電能管理系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對模擬分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶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。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 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].周中等編著. 智能電網用戶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

　　安科瑞 徐玉麗

　　(江蘇安科瑞電器制造有限公司 江陰 214405)

　　摘 要：隨著電力工業的快速發展、計算機網絡技術的成熟、智能高壓綜保的應用，電力系統監控已進入智能化、網絡化、數字化的時代。本文介紹Acrel-2000電力監控軟件在高容量全密封免維護鉛酸蓄電池電力監控系統的用。系統實現了分散式采集和集中控制管理的智化、字化、網絡化電力監測。

　　關鍵詞：工廠變配電;高壓綜保;電力監測軟件

　　0 引言

　　配電自動化，是項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于體的綜合信息管理系統。其目的是提高供電可靠性，電能質量，向用戶提供服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。

　　隨著電力網絡的不斷發展，用電負荷的持續增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰，以實現配電系統持續可靠、低耗的運行。

　　本文以高容量全密封免維護鉛酸蓄電池廠電力監控系統為例，簡單介紹變電站的配電自動化監測系統。

　　1 項目簡介

　　高容量全密封免維護鉛酸蓄電池廠是江森集團投資新建的，該廠坐落在江西安吉和平鎮306國道傍，整個廠用電高壓部分分為20kV和10kV。20kV高壓線路分兩路送至電廠，分別為和江甲線和和森乙線。整個高壓變配電系統中用的是2臺美國SEL(20kV)和39臺美國GE(10kV) 的智能綜合保護，綜合保護帶有RS485通訊端口,可供上位計算機通訊來實現實時監測和智能管理。為了滿足工廠智能化變配電監測的要求，浙江江森采用了上海安科瑞的電力監控軟件Acrel-2000，該軟件用來實現對電池廠智能用電設備的自動采集、遠傳和存儲、預處理及分析的電力監測平臺。

　　2 系統結構

　　Acrel-2000電力監控軟件是對現場智能綜保進行電參量采集與電能數據存儲的軟件，系統為智能化網絡電力監測系統，系統綜合應用計算機網絡、通訊、數據庫、數值處理等多種現代信息技術，是電力系統的基礎和重要組成部分。軟件組態靈活、實用性強、操作簡單、易于維護和擴展性強。它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，能夠滿足企業智能化供配電的要求，而且可利用網絡通訊和IT信息處理技術，有效的加強企業的內部管理，提升企業的科學管理決策速度和準確度。

　　系統采用分布式結構，數據處理以數據庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要結構關系如圖1所示：

　　圖1 系統總體拓撲圖

　　整套電力監控系統監控管理部分包括監控管理主機、打印機、UPS電源等;該配電系統分成兩個部分：20kV高壓配電系統以及10kV低壓配電系統，相應的次設備安裝在高壓電氣柜、溫控箱內。其中20kV開關柜內安裝的2臺微機保護通過條485總線接入智能通訊管理機;10kV開關柜內39臺微機保護通過2條485總線接入智能通訊管理機，另外變壓器溫控儀經過條485總線接入智能通訊管理機。智能通訊管理機將現場所有設備信號經以太網接入監控主機。

　　2.1 主要設計參考依據

　　l IEC870-1 《遠動設備及系統總則般原理和指導性規范》

　　l IEC870-4 《遠動設備及系統性能要求》

　　l IEC870-5 《遠動設備及系統傳輸規約》

　　l DL 448-91 《電能計量裝置管理規程》

　　l ISO/IEC11801 《綜合布線標準》

　　l GB/50198-94 《監控系統工程技術規范》

　　2.2 軟件功能

　　系統依據客戶實際需求及相關標準進行設計，并實現了配電監測、遠程抄表、電能報表、趨勢曲線、事件及報警等功能。

　　人機交互

　　圖2所示為本系統配電監測界面，顯示了當前各回路設備運行狀態及電力參數的實時顯示。實時顯示網球中心10KV各回路三相電壓、電流;并顯示當前回路斷路器分合閘狀態，另外對于設備通訊故障以及負荷越限等非常規狀態進行聲光報警，提醒工作人員及時發現并處理突發事件，隱患，確保所有設備在安全穩定的環境下運行，

　　圖2

　　數據采集

　　數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層的測控裝置采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態、溫度等。

　　數據處理

　　數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢、分析。避免了運行保障團隊直接去配電室查看配電系統運行狀態，確保在短時間發現并排除故障。

　　故障報警及事故追憶查詢

　　在配電系統發生運行故障時，會及時發出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如圖3所示：

　　圖3

　　用戶權限管理

　　可根據用戶要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，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，可靠運行。

　　運行負荷曲線

　　定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進，如圖4所示

　　圖4

　　數據報表查詢

　　為了更加直觀的顯示各回路運行的歷史數據，本系統開發出了報表查詢功能，可以通過時間設定窗口，查詢任意段時間內的或者任意時間點的電度或者電流數據。為用戶提供了準確的歷史數據查詢。

　　3 系統特點

　　系統的軟硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟硬件設計選擇工業級標準，可靠性非常高;整個系統的智能控制終端，遠程智能通訊控制器全部由16位微機組成，這種集散型控制系統速度快，實時性好，通訊可靠;智能控制終端自帶CPU，采集周期短，實時性強，系統冗余度高;各個子系統都是獨立工作，互不影響;并且和子系統都實現了模塊化，進步提高了整個系統的安全及可靠性。

　　4　 總結

　　本文介紹了高容密全密封免維護鉛蓄電池電力監控系統的總體結構以及實現功能。在2011年系統投資運營以后，已經成功運行了近年時間，為該廠電力設備運行狀況起到了良好的監督與管理作用，并將進步為該廠設備維護提供數據依據，將各種隱患于萌芽之中。

　　參考文獻：

　　1)《電力電測數字儀表原理與應用指南》 任致程，周中，中國電力出版社

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：鮑靜君