本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計實(shí)現(xiàn)的套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統(tǒng),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無人管理的功能,省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性,提高了供電質(zhì)量和管理水平,具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
摘要:本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計實(shí)現(xiàn)的套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統(tǒng),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無人管理的功能,省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性,提高了供電質(zhì)量和管理水平,具有簡明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:娛le場所;電力監(jiān)控;剩余電流監(jiān)測;配電室無人值守
0 引言
目前,供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國各地工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積用戶的急劇增加,對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機(jī)、通訊設(shè)備、計量保護(hù)裝置等,為系統(tǒng)的實(shí)時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控體化”的整體解決方案,主要包括實(shí)時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。
本文以上海百樂門大酒店為例,探討娛le場所電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。
1 項(xiàng)目介紹
百樂門是上海的綜合性娛le場所。全稱“百樂門大飯店舞廳”。1929年,原開在戈登路(今江寧路)的兼營舞廳的“大華飯店”歇業(yè),被譽(yù)為“貴族區(qū)” 的上海西區(qū),沒有個與“貴族區(qū)”相適應(yīng)的娛le場。 1932年,中國商人顧聯(lián)承投資七十萬兩白銀,購靜安寺地營建Paramount Hall,并以諧音取名“百樂門”。1933年開張典禮上,時任*政府上海市長的吳鐵城親自出席發(fā)表祝詞,當(dāng)時百樂門的??陀?span style="color:windowtext">張學(xué)良、徐志摩;陳香梅與陳納德的訂婚儀式在此舉行,卓別林夫婦訪問上海時也曾慕名而來。
上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接上海百樂門大酒店電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)施。
2 用戶需求
實(shí)現(xiàn)對百樂門大酒店的22個樓層的PZ系列電力儀表和配電室的PZ、ACR系列電力儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測。
3 設(shè)計方案
現(xiàn)場設(shè)備全集中在同個配電室中,業(yè)主的電氣值班室就近安排在配電室旁,本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見的3層結(jié)構(gòu),站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場設(shè)備層。
3.1參考標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):
ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
3.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D
圖1
為滿足配電室統(tǒng)監(jiān)控的要求,配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器,串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)而傳輸至后臺主機(jī)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集,存儲,處理,實(shí)時顯示以及歷史查詢
3.3 儀表,通訊線纜,交換機(jī)及串口服務(wù)器選型
現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備為133臺電力儀表。這些設(shè)備分別根據(jù)設(shè)計要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。通過RS-485接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表和漏電儀表的通訊規(guī)約為Modbus-RTU,保護(hù)裝置的通訊規(guī)約為IEC60870-5-103;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務(wù)器和1臺交換機(jī)構(gòu)成,實(shí)際工程中使用了8個485串口,剩下8個串口備用。串口服務(wù)器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,通過TCP/IP與站控管理層主機(jī)相連,構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設(shè)備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中,與站控管理層設(shè)備安裝在起; 站控管理層設(shè)備為華北工控主機(jī)、顯示器、HP打印機(jī)以及山特UPS電源,均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機(jī)上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機(jī)交互功能,具體設(shè)備如下表:
應(yīng)用場合 | | 型號 | 主要功能 |
站控管理層 | 工作站主機(jī) | | RPC-610 | ● 4U、19英寸可上架,歐美風(fēng)格,符合 EIARS-310C 標(biāo)準(zhǔn) ● 前面板帶鎖,防止誤操作 ● 尺寸482mm×460mm×177mm(W×D×H) ● 前面板帶鎖,防止誤操作 |
UPS電源 | | C1K/1KVA | 輸入保護(hù) 可復(fù)位斷路器 輸出保護(hù) 短路、電池低電壓、過載、輸出高電壓、UPS過溫 工作溫度 0℃~40℃ 存放溫度 -25℃~55℃ 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) Q/ZYDZ 1-2002備案號:QB/440600 29 1555-2002 濕度 0~90℃不凝結(jié) |
網(wǎng)絡(luò)通訊層 | 串口服務(wù)器 | | NPORT5630 | NPort 5630系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可讓工業(yè)串口設(shè)備立即連上網(wǎng)絡(luò)。NPort 5630系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器體積小巧,將RS-232或RS-422/485串口設(shè)備,如PLC,測量儀,和傳感器連接到IP-based Ethernet LAN。 |
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī) | | 3C16470 | 桌面級,二層,非網(wǎng)管型交換機(jī),存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式,16口,10M/100Mbps,支持網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.1d,IEEE 802.3x,支持全雙工。 |
現(xiàn)場設(shè)備層 | 網(wǎng)絡(luò)電力儀表 | | PZ系列 | 全電參量測量(U、I、P、Q、PF、F);四象限電能計量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計、大需量統(tǒng)計;2DI+2DO;RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。 |
現(xiàn)場總線 | | RVVP2*1.0 | 屏蔽雙絞線:中距離傳輸 RS485通訊方式時傳輸距離≤1200m,沒跟現(xiàn)場總線理論上手拉手連接32塊網(wǎng)絡(luò)電力儀表。 |
4 系統(tǒng)功能
上位機(jī)軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件,通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等,完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。
4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā):
百樂門電力監(jiān)控系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至BA系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)如下:
柜號 | 回路名稱 | 類型 | 地址 | 柜號 | 回路名稱 | 類型 | 地址 |
LVA11 | LA1進(jìn)線 | EPI | 67 | APE20 | 排煙風(fēng)機(jī) | EPI | 213 |
LVA41 | LA4備用 | EPI | 69 | APE21D | 正壓風(fēng)機(jī) | EPI | 215 |
LVA42 | 無線覆蓋機(jī)房(備用) | EPI | 71 | APZXT21 | 消防機(jī)房 | EPI | 217 |
LVA43 | LA4備用 | EPI | 73 | APTHT21 | 19層貨梯 | EPI | 219 |
LVA44 | 鍋爐房電力 | EPI | 75 | ALE20X | 設(shè)備間照明 | EPI | 221 |
LVA45 | LA4備用 | EPI | 77 | AL20X | 插座 | EPI | 223 |
LVA46 | LA4備用 | EPI | 79 | AP20X | 冷卻塔 | EPI | 225 |
4.2 配電系統(tǒng)次示意圖:
0.4kV配電室配電回路運(yùn)行狀態(tài)使用次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓,進(jìn)線、母聯(lián)或發(fā)電機(jī)雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率;各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標(biāo)注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比,回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2和圖3所示:
圖2
圖3
4.3 報表功能:
通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報表和剩余電流報表,用電量報表用于進(jìn)行電費(fèi)收費(fèi)計量以及與*數(shù)據(jù)核對后進(jìn)行成本核算,如圖4所示
圖4
5 運(yùn)行效果
因部分儀表LED面板上顯示的二次側(cè)累計電度,導(dǎo)致值班人員每月均需要對抄表數(shù)據(jù)進(jìn)行CT變比換算,經(jīng)由本系統(tǒng)軟件的報表功能,可以直接查詢月次用電量,無需轉(zhuǎn)換。此外,曾發(fā)生過值班人員抄表時遺漏電度高位,導(dǎo)致該月物業(yè)管理公司少收約3000元電費(fèi),本系統(tǒng)投運(yùn)后杜絕了此類人為失誤造成經(jīng)濟(jì)損失的可能。按照規(guī)范,低壓回路自然剩余電流值般不超過500mA,據(jù)剩余電流報表顯示,上海百樂門大酒店期多個回路剩余電流超過3A,由物業(yè)管理公司持報表電氣安裝公司查線,整改了多處,但仍有2~3個回路剩余電流過大未解決。
6 結(jié)束語
電力監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試階段揭露了電氣安裝公司次、二次接線存在的問題,明確了整改方向,保障了上海百樂門大酒店配電系統(tǒng)今后的穩(wěn)定運(yùn)行。本系統(tǒng)自2010年11月投產(chǎn)后,電能計量與*數(shù)據(jù)匹配度高,得到了用戶的好評,并已著手就上海百樂門大酒店二期工程的合作進(jìn)行洽談。
參考文獻(xiàn)
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》, 任致程、周中,中國電力出版社
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