安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：本文介紹基于A(yíng)crel-2000電力監控軟件和網(wǎng)絡(luò )電力儀表而設計實(shí)現的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化系統，系統實(shí)現了微機在配電室中無(wú)人管理的功能，省去了值班人員現場(chǎng)操作的無(wú)序性，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：東北農業(yè)大學(xué)；電力監控；剩余電流監測；配電室無(wú)人值守

0引言

  安科瑞的Acrel-2000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統的實(shí)時(shí)數據采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監控系統可以提供“監控一體化”的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數據庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

    本文以東北農業(yè)大學(xué)為例，探討學(xué)校電力監控系統的應用。

1項目介紹

    東北農業(yè)大學(xué)1948年創(chuàng )建于哈爾濱，始稱(chēng)東北農學(xué)院，教育家、哈爾濱市第一任市長(cháng)劉達為學(xué)校第一任院長(cháng)。自建校以來(lái)，學(xué)校先后隸屬于東北行政委員會(huì )農業(yè)部、國家高等教育部、國家農業(yè)部、黑龍江省農業(yè)委員會(huì )、黑龍江省教育廳，1981年被確定為黑龍江省省屬院校，1994年與黑龍江省農業(yè)管理干部學(xué)院合并組建東北農業(yè)大學(xué)，現為國家“211工程”建設大學(xué)，黑龍江省人民政府與農業(yè)部省部共建大學(xué)。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接東北農業(yè)大學(xué)電力監控系統的設計與實(shí)施。

2用戶(hù)需求

    實(shí)現對東北農業(yè)大學(xué)的主樓和藝術(shù)樓共600塊左右網(wǎng)絡(luò )電力儀表的進(jìn)行遠程監測。

3設計方案

    現場(chǎng)設備全集中在同一個(gè)配電室中，業(yè)主的電氣值班室就近安排在配電室旁，本系統監控中心也安置在該值班室中。系統組網(wǎng)采用常見(jiàn)的3層結構，站控管理層、通訊管理層和現場(chǎng)設備層。

  3.1參考標準

  系統的設計滿(mǎn)足以下所列制造和試驗標準：

  ISO/IEC11801     《國際綜合布線(xiàn)標準》

  JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設計規范》

    GB/J63-90     《電力裝置的電測量?jì)x表裝置設計規范》

    GB/T13730     《地區電網(wǎng)數據采集與監控系統通用技術(shù)條件》

    GBJ63-93     《電力裝置電測量?jì)x表裝置設計規程》

  GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

    IEC-61131-3         《圖形可編程標準》

 3.2組網(wǎng)結構圖拓撲圖

 為滿(mǎn)足配電室統一監控的要求，配電室現場(chǎng)安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò )電力儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò )交換機進(jìn)而傳輸至后臺主機實(shí)現對現場(chǎng)數據的采集，存儲，處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢(xún)，如圖1：

 圖1

3.3儀表，通訊線(xiàn)纜，交換機及串口服務(wù)器選型

  現場(chǎng)設備層設備為600臺電力儀表。這些設備分別根據設計要求安裝在相應的配電回路上。通過(guò)RS-485接口實(shí)現與上位機系統的數據交互。多功能表的通訊規約為Modbus-RTU;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務(wù)器構成。串口服務(wù)器將RS-485總線(xiàn)協(xié)議轉換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，通過(guò)TCP/IP與站控管理層主機相連，構建數據鏈路。通訊管理層設備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中，與站控管理層設備安裝在一起; 站控管理層設備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過(guò)安裝在主機上的Acrel-2000電力監控系統軟件實(shí)現對現場(chǎng)儀表數據的采集、處理以及各種人機交互功能,具體設備如下表：

4 系統功能

上位機軟件采用Acrel – 2000電力監控軟件，通過(guò)軟件進(jìn)行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

    4.1配電系統一次示意圖：0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線(xiàn)電壓，進(jìn)線(xiàn)、母聯(lián)或發(fā)電機雙切回路的三相電流、有功無(wú)功功率、功率因數和頻率；各饋線(xiàn)回路的三相電流和剩余電流。界面標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權限的用戶(hù)修改。0.4kV回路界面如圖2所示：

圖2

    4.2趨勢曲線(xiàn)：負荷趨勢曲線(xiàn)提供了某一段時(shí)間內該回路的負荷趨勢，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(shí)提出整改，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖3所示：

圖3

4.3報表功能：通過(guò)報表功能可以查詢(xún)任意時(shí)刻主要回路的全常規電參量數據、低壓回路的用電量、低壓饋線(xiàn)回路的漏電流值和配電線(xiàn)纜溫度值。用戶(hù)主要關(guān)注的是用電量報

剩余電流報表，用電量報表用于進(jìn)行電費收費計量以及與供電局數據核對后進(jìn)行成本核算，如圖4所示

    圖4

6 運行效果

    總的來(lái)說(shuō)，東北農業(yè)大學(xué)電力監控系統功能完備，能夠很好的滿(mǎn)足現階段對配電網(wǎng)絡(luò )管理的要求，做到對配電網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)監測，故障的實(shí)時(shí)有效預警，事故的分析追溯。系統還預留了充足的通訊接口，為以后系統的擴容升級打下了基礎。系統操作簡(jiǎn)便易學(xué)，用戶(hù)不需復雜的配置即可使用，在用戶(hù)持續熟練地使用之下Acrel-2000電力監控系統必會(huì )成為配電管理人員的好幫手，提高配電網(wǎng)絡(luò )的穩定性和維護人員的工作效率，為客戶(hù)帶來(lái)更多的實(shí)實(shí)在在的價(jià)值。

7 結束語(yǔ)

    電力監控系統在調試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線(xiàn)存在的問(wèn)題，明確了整改方向，保障了東北農業(yè)大學(xué)配電系統今后的穩定運行。本系統自2010年11月投產(chǎn)后，得到了用戶(hù)的好評，并已著(zhù)手就東北農業(yè)大學(xué)二期工程的合作進(jìn)行洽談。