安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：本文介紹基于A(yíng)crel-3000電力監控軟件和電力監控儀表，設計并實(shí)現了一套分散式采集和集中控制管理的自動(dòng)化報警系統。系統實(shí)現遠程精細化及時(shí)性報警，避免因停電造成醫療事故，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：電力監控軟件；四遙單元；及時(shí)性報警；應用

0   概述
       當前，國內很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實(shí)現分散供電，給整個(gè)系統的運行管理帶來(lái)了很多的不便，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)日趨成熟，配電系統測量、控制等功能的智能化、網(wǎng)絡(luò )化已是發(fā)展的必然趨勢，配電系統運行中的各種問(wèn)題可以通過(guò)微機解決。

       智能化配電系統由開(kāi)關(guān)配以具有通信功能的智能化元件經(jīng)數字通信與計算機系統網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現對分散分布的低壓電纜分接箱內開(kāi)關(guān)設備運行的自動(dòng)化管理。系統可實(shí)現數據的實(shí)時(shí)采集、數字通信與程序控制及設備維護信息管理等功能。

本文以哈醫大一院電力監控系統為例子，簡(jiǎn)單介紹以下變電站的智能化管理。

1   系統分析

       哈爾濱醫科大學(xué)附屬第一醫院始建于1949年，是集醫療、教學(xué)、科研為一體的大型綜合性三級甲等醫院。作為黑龍江全省較大的醫療中心，醫療專(zhuān)科設置齊全，技術(shù)力量雄厚。醫院設有門(mén)診部、住院處、急診急救中心、遠程會(huì )診中心等業(yè)務(wù)機構，共有87個(gè)臨床科室，24個(gè)醫技科室，擁有開(kāi)放床位3,524張。2009年門(mén)、急診量達164萬(wàn)人次，出院人數11.8萬(wàn)人次，手術(shù)量近5.8萬(wàn)例次。醫院同時(shí)承擔著(zhù)副省級以上領(lǐng)導及重要外賓的保健、診療任務(wù)。

       哈醫大一院電力監控系統項目是2010年7月份開(kāi)始的項目，旨在通過(guò)該系統實(shí)現哈醫大一院的故障報警檢測，實(shí)現遠程精細化及時(shí)性，避免因停電造成醫療事故。

       項目啟動(dòng)前買(mǎi)方需提供配電系統一次系統圖、平面圖、二次系統圖等，以供賣(mài)方設計參考。賣(mài)方按照買(mǎi)方的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統的設計，主要功能為：一次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測；事件記錄，系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢(xún)與打??；系統負荷等主要功能，實(shí)際細化功能賣(mài)方可以根據買(mǎi)方的使用習慣和需求做可行性修改。

       整個(gè)系統采用網(wǎng)絡(luò )分布式結構，監控主機位于報告廳和外科樓的地下一層的動(dòng)力中心中。該項目實(shí)現了哈醫大一院2個(gè)樓內遠程精細化及時(shí)性報警。設計方案為2個(gè)樓內的2個(gè)配電室，儀表數據通過(guò)485接口，MODBUS通訊協(xié)議經(jīng)數據采集器輸送到值班室主機。

2   系統的結構  

       本系統采用分層分布式計算機網(wǎng)絡(luò )結構即站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層。

       現場(chǎng)設備為：PZ系列多功能網(wǎng)絡(luò )電力儀表和ARTU四遙單元。這些裝置分別對應安裝在電氣柜內，經(jīng)RS485通訊接口，通過(guò)現場(chǎng)MODBUS總線(xiàn)組網(wǎng)通訊，實(shí)現數據現場(chǎng)采集。

       網(wǎng)絡(luò )通訊層設備為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠傳至站控管理層，完成現場(chǎng)層和站控層之間的數據交互。

       站控管理層設備為：高性能工業(yè)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(chǎng)設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶(hù)。

       以上網(wǎng)絡(luò )儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線(xiàn)雙絞線(xiàn)傳輸，接線(xiàn)簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信，數據傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾的能力增強，總線(xiàn)上允許連接多達32個(gè)設備，傳輸距離為1.2km。

3  Acrel-3000電力監控組態(tài)軟件解決方案

       Acrel-3000電力監控組態(tài)軟件是對現場(chǎng)生產(chǎn)數據進(jìn)行采集與過(guò)程控制的專(zhuān)用軟件，特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統集成，它提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò )應用中，所有應用（例如趨勢曲線(xiàn)、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據*相同，通過(guò)“組態(tài)”的方式可以縮短自動(dòng)化工程師的系統集成的時(shí)間，提高集成效率。

       該系統實(shí)施后，實(shí)現了各類(lèi)用電設備的一次系統圖顯示，進(jìn)線(xiàn)回路電能報表、以及進(jìn)線(xiàn)回路的負荷用電趨勢、所有回路的分合閘斷電報警、圖表分別見(jiàn)圖1、2、3、4。

圖1系統一次圖

系統一次圖：直觀(guān)地顯示低壓系統各回路的狀況，在斷電或分合閘時(shí)一次圖上綠色刀閘會(huì )自動(dòng)變?yōu)榧t色而且會(huì )有提示框彈出并伴隨聲音報警。 

圖2 實(shí)時(shí)電參量

實(shí)時(shí)電參量：低壓各回路三相電流、電壓、功率、頻率、電能數據等查詢(xún)、打印及導出。

圖3報警查詢(xún)

分合閘報警信息：各重要回路分合閘遙信報警，實(shí)時(shí)報警及歷史報警查詢(xún)。

圖4 彈出式提示框

彈出式提示框：彈出式提示框可顯示回路名稱(chēng)，故障報警原因。

系統特點(diǎn)

       通訊線(xiàn)接點(diǎn)少，畫(huà)面顯示直觀(guān)，數據刷新快，及時(shí)反應現場(chǎng)設備的運行狀況，同時(shí)系統操作簡(jiǎn)單，方便用戶(hù)使用，各種功能可根據用戶(hù)的需求靈活變化，系統的設計快捷方便，修改軟件也不繁瑣。

4   結束語(yǔ)

       在電力監控系統中配置網(wǎng)絡(luò )電力儀表，具有實(shí)施簡(jiǎn)明，投資少等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監控配電系統的運行狀態(tài)，對現場(chǎng)的用電設備進(jìn)行統一管理，免去工作人員到現場(chǎng)記錄的繁瑣工作，系統對各種用電設備的歷史運行數據和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。同時(shí)，根據建立的電能計量體系，可以了解、分析建筑總體能耗，提出降耗計劃，采取節能降耗措施，逐步提高用電效率。