Acrel-2000電力監控系統在蘇州演藝中心的應用
來源：江蘇(su)安科瑞電(dian)能(neng)計(ji)量事業部 閱讀(du)：5230 更新(xin)時間：2017-09-18 12:36摘要(yao)：介紹(shao)蘇州演藝中心，采(cai)(cai)用智能(neng)電(dian)力儀表、智能(neng)斷路器，采(cai)(cai)集(ji)配電(dian)現場(chang)(chang)的(de)(de)各種電(dian)參量(liang)和開(kai)關信號。系統(tong)采(cai)(cai)用現場(chang)(chang)就地(di)組網的(de)(de)方式，組網后(hou)通(tong)(tong)過(guo)現場(chang)(chang)總線通(tong)(tong)訊(xun)并遠(yuan)傳至后(hou)臺，通(tong)(tong)過(guo)Acrel-2000型電(dian)力監控與電(dian)能(neng)管理(li)系統(tong)實現變電(dian)所(suo)配電(dian)回路用電(dian)的(de)(de)實時監控和管理(li)。
關鍵詞：演藝中心;變電(dian)所;智能電(dian)力(li)儀表(biao);Acrel-2000;電(dian)力(li)監(jian)控系統;
1 概述
蘇(su)州(zhou)演(yan)藝中心是由蘇(su)州(zhou)市(shi)政府斥資4.5億(yi)元全力打造的(de)，是蘇(su)州(zhou)市(shi)中心目(mu)前(qian)最大的(de)集演(yan)出、會展(zhan)、培訓于(yu)一(yi)體(ti)的(de)綜合性服務中心。
蘇(su)州(zhou)演藝中(zhong)心二(er)期(qi)(qi)工程(cheng)位于金(jin)門與(yu)景德橋之間的古城河畔 與(yu)一期(qi)(qi)工程(cheng)隔水(shui)相望，占(zhan)地(di)面積(ji)約11000平方米 規劃設計建筑總面積(ji)30100平方米，其中(zhong)地(di)上約15530平方米，地(di)下約14560平方米，總投資約2億(yi)元。蘇(su)州(zhou)演藝中(zhong)心二(er)期(qi)(qi)工程(cheng)整體(ti)設計充(chong)分體(ti)現(xian)了以人為本、綠(lv)色環保(bao)的設計理念，把現(xian)代氣息與(yu)小橋流水(shui)有機地(di)融合在一起(qi)。工程(cheng)完工后，橫跨古城河兩岸(an)的蘇(su)州(zhou)演藝中(zhong)心將成為蘇(su)州(zhou)市文化產(chan)業(ye)的新(xin)地(di)標。本次項目主(zhu)要(yao)涉及其中(zhong)二(er)期(qi)(qi)工程(cheng)的低壓配電所部分。
需求分析
為保證生產管理用(yong)(yong)電負荷的(de)統(tong)計與分(fen)析及對危險(xian)源實時(shi)監控。需要對生產現場的(de)低壓配電柜、供電變壓器等(deng)電氣設備(bei)進行(xing)電壓、電流、功(gong)率等(deng)參數進行(xing)實時(shi)在線(xian)監控。一旦監控點被監視(shi)參數異常(chang)(chang)，能夠及時(shi)檢測報警，有關(guan)人(ren)員采(cai)取必要的(de)措(cuo)施，避免安全事故(gu)的(de)發生。自動(dong)抄(chao)表功(gong)能節省了人(ren)力物(wu)力，功(gong)率趨勢曲線(xian)功(gong)能能夠直(zhi)觀的(de)顯示(shi)各回路的(de)工作(zuo)狀態與時(shi)間，方便(bian)用(yong)(yong)戶(hu)找(zhao)出非正(zheng)常(chang)(chang)用(yong)(yong)電回路并且及時(shi)進行(xing)整改(gai)。
本技術(shu)條件適用于(yu)(yu)演藝中心的(de)配電室低壓柜。供(gong)方產品(pin)應(ying)具有高安全(quan)性(xing)(xing)與可靠性(xing)(xing)、易于(yu)(yu)擴展、便于(yu)(yu)維(wei)修與維(wei)護。供(gong)方提(ti)供(gong)的(de)產品(pin)應(ying)至少(shao)滿足(zu)本技術(shu)條件，但不(bu)僅限于(yu)(yu)此，其技術(shu)性(xing)(xing)能(neng)應(ying)滿足(zu)對配電室數(shu)據監控(kong)的(de)要求。
數據采集
自(zi)(zi)動采集現(xian)場所有(you)電量(liang)儀表的模(mo)擬(ni)量(liang)數(shu)據，自(zi)(zi)動采集現(xian)場開光狀態以(yi)及故障狀態等開關量(liang)數(shu)據。
支持實時采(cai)集(ji)、自動周期(qi)采(cai)集(ji)(定(ding)時采(cai)集(ji))可配(pei)置周期(qi)(1分鐘～24小時)。
支持數(shu)據傳輸正確性(xing)檢驗，異常數(shu)據自動處理(li)。
支持多(duo)線(xian)程處(chu)理機制，提高數(shu)據(ju)采集效率，能同時對多(duo)個設備進(jin)行數(shu)據(ju)采集。
數據實(shi)時(shi)顯示采用配電室主接線圖(tu)直觀顯示模式，各回路開關斷(duan)合以(yi)及(ji)故障狀(zhuang)態直觀可見。
自(zi)動(dong)采集現場2-31次(ci)諧波，生成圖(tu)表形式，方(fang)便進行諧波分析。
數據分析與處理
數據的綜(zong)合(he)統計、分析需(xu)要實現以下功能：
各設備用電數(shu)據小時(shi)、日、月、年等時(shi)間(jian)段內的統計(ji)、計(ji)算。
各設(she)備(bei)的用電負荷(有(you)功(gong)、無功(gong))最(zui)大、最(zui)小、平均值計(ji)算。
統計各分站(zhan)及整體的用(yong)電(dian)量(liang)(有(you)功、無(wu)功)。
數據(ju)查詢(xun)與展示
要求(qiu)能(neng)(neng)方(fang)便(bian)實(shi)現客戶端查詢和各(ge)級(ji)管(guan)理人(ren)員(yuan)(yuan)的查詢，查詢界面能(neng)(neng)適(shi)應(ying)各(ge)級(ji)管(guan)理人(ren)員(yuan)(yuan)的要求(qiu)能(neng)(neng)夠(gou)支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各(ge)類(lei)統計分析的數據(ju)可靈活采用報表等多種圖表方(fang)式直(zhi)觀的展(zhan)示功能(neng)(neng)。
數據展示(shi)功能按照不同用戶的不同的權限(xian)，分為操作層(ceng)、管(guan)理(li)層(ceng)、決策層(ceng)三層(ceng)能耗展示(shi)。
操作(zuo)層具(ju)備(bei)能耗(hao)(hao)分析、能耗(hao)(hao)累計(ji)用(yong)量、實時監(jian)測、運行(xing)記錄及比例、對比、對標分析等功能。
管(guan)理(li)層(ceng)具備能耗數據統計和分(fen)(fen)析(xi)、分(fen)(fen)類分(fen)(fen)項的對比、對標(biao)分(fen)(fen)析(xi)等功能。
決策層具備能(neng)耗數(shu)據分析、數(shu)據刪除、數(shu)據庫導入/導出等功能(neng)。
權限管理
要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到(dao)功能子(zi)菜單、具體檔案記錄(lu)、數據(ju)記錄(lu)等。
系統要求具備(bei)合理(li)完(wan)善的用(yong)(yong)戶安全(quan)控制機制，能使應(ying)用(yong)(yong)環境中的信息資(zi)源得到有效地保護，防止(zhi)信息的丟失(shi)、失(shi)竊和破壞(huai)。
節能改造及(ji)效果評估
要求為生產節(jie)能改造提供數據支撐，并能提供節(jie)能改造前后的效(xiao)果評(ping)估。
參數設置
可(ke)通過采集柜設置各回(hui)路互(hu)感(gan)器變比，各種電流電壓保護整定值。
故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)判斷與報警(jing)(jing)具有(you)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)自(zi)動判斷并采用(yong)聲光方式報警(jing)(jing)功能(neng)。報警(jing)(jing)類(lei)型包括開關故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流超限，現場采集模塊通(tong)訊故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)，與監控系統通(tong)訊故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)等(deng)。報警(jing)(jing)時間自(zi)動記入系統數據庫，方便用(yong)戶查(cha)詢，工作人員可隨時掌握變配(pei)電(dian)(dian)(dian)站實時運行(xing)狀態，發現變配(pei)電(dian)(dian)(dian)運行(xing)故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)并作出相應處理，提(ti)高變配(pei)電(dian)(dian)(dian)的管理效率(lv)，提(ti)升電(dian)(dian)(dian)力系統安全性、可靠性。
2 系統方(fang)案
安科瑞Acrel-2000系(xi)統根據(ju)蘇州演藝(yi)中心現(xian)場(chang)實際情況，整體網絡結構采用屏蔽(bi)雙絞線直接(jie)接(jie)至數(shu)據(ju)采集器(qi)然后(hou)直接(jie)接(jie)至監(jian)控主(zhu)機(ji)，保障了(le)變電所(suo)電力監(jian)控系(xi)統傳輸的穩定性與實時性。如下圖所(suo)示：站控管理層(ceng)、網絡通訊層(ceng)和現(xian)場(chang)設(she)備層(ceng)。
現場(chang)共計3只ACR330ELH、4只ACR220EL以及64只PZ96-E4共分為4條RS485總(zong)線接(jie)至串口服務器，最后通(tong)過網線拉(la)至值班(ban)室連接(jie)到監(jian)(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)實現總(zong)線上(shang)儀表與監(jian)(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)的數(shu)據連通(tong)。
1)站控管理(li)層
站(zhan)控(kong)管(guan)(guan)理層針對電力監控(kong)系統的管(guan)(guan)理人(ren)員(yuan)，是人(ren)機交(jiao)互的直(zhi)接窗口。在蘇州演(yan)藝中心工程中主要指置于配電所的監控(kong)主機。
2)網絡通訊層(ceng)
通訊層主(zhu)(zhu)要是(shi)由Nport-5430I串口(kou)服(fu)務(wu)器、以太(tai)網設(she)備(bei)及總線(xian)網絡組成。NPORT-5430I串口(kou)服(fu)務(wu)器主(zhu)(zhu)要功能(neng)(neng)是(shi)監測(ce)現場智能(neng)(neng)儀表;以太(tai)網設(she)備(bei)及總線(xian)網絡的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要功能(neng)(neng)是(shi)實現分站與(yu)主(zhu)(zhu)站之間的(de)(de)(de)數(shu)據交互，使(shi)配電(dian)系統(tong)管理集中(zhong)化、信息化、智能(neng)(neng)化，極大提高了(le)配電(dian)系統(tong)的(de)(de)(de)安全性(xing)、可靠性(xing)和穩定性(xing)，真正達到了(le)無人(ren)值守的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
3)現場設備層
現(xian)場設備層是數據采集終端，主要(yao)由智(zhi)能儀表(biao)組成，智(zhi)能儀表(biao)通(tong)(tong)過屏蔽雙絞線(xian)RS485接口，采用MODBUS通(tong)(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)總線(xian)型連接接入通(tong)(tong)訊(xun)服務器，經(jing)通(tong)(tong)訊(xun)服務器到達該(gai)配電間(jian)監控主機進行組網，實現(xian)遠程控制。
智(zhi)能儀表現場連接示意
現(xian)場儀表以手拉手方(fang)式通過(guo)屏(ping)蔽雙絞(jiao)線(RVSP2*1.0)進(jin)行通訊連(lian)接，每(mei)根總(zong)線連(lian)接智能(neng)儀表數量在20只左右(you)，不同種(zhong)類(lei)的智能(neng)裝(zhuang)置連(lian)接在不同的總(zong)線上(shang)，然后將數據(ju)上(shang)傳至串口服務器Nport5430I，進(jin)而將數據(ju)上(shang)傳至當地(di)監控終端。具體連(lian)接示意圖如下(xia)所示：
進線回(hui)路(lu)采用ACR330ELH/K多功(gong)能(neng)諧波儀(yi)表(biao)(biao)，其是針對電(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統、工(gong)礦企業(ye)、公(gong)共設施(shi)、智(zhi)能(neng)大廈的(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)監控(kong)需求(qiu)而設計的(de)網(wang)絡(luo)電(dian)(dian)(dian)力(li)儀(yi)表(biao)(biao)，它能(neng)測量所有(you)常規(gui)電(dian)(dian)(dian)力(li)參數(shu)，如：三相電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流(liu)、有(you)功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數(shu)、頻率、有(you)功(gong)電(dian)(dian)(dian)度、無功(gong)電(dian)(dian)(dian)度、并(bing)可(ke)監測電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)2-31次諧波分量等多種電(dian)(dian)(dian)參量。并(bing)且本儀(yi)表(biao)(biao)帶有(you)4路(lu)光電(dian)(dian)(dian)隔離開關(guan)量輸入接點和2路(lu)繼電(dian)(dian)(dian)器控(kong)制輸出(chu)接點，這(zhe)些接點可(ke)以配合(he)智(zhi)能(neng)斷路(lu)器實現斷路(lu)器的(de)遙信(xin)、遙控(kong)操作。該系(xi)列網(wang)絡(luo)電(dian)(dian)(dian)力(li)儀(yi)表(biao)(biao)主(zhu)要應用于變電(dian)(dian)(dian)站(zhan)自動化、配電(dian)(dian)(dian)網(wang)自動化、小區電(dian)(dian)(dian)力(li)監控(kong)、工(gong)業(ye)自動化、能(neng)源管理系(xi)統及智(zhi)能(neng)建筑等領(ling)域。
重要(yao)配出回路采用ACR220EL以及PZ96-E4系列網絡電(dian)力儀表，該儀表主要(yao)測量(liang)所有常(chang)規電(dian)力參數，如：三相電(dian)壓(ya)、電(dian)流、有功(gong)功(gong)率、無功(gong)功(gong)率、功(gong)率因數、頻(pin)率、有功(gong)電(dian)度、無功(gong)電(dian)度。
3 系統功能(neng)
變電所實時監控系(xi)統圖(tu)為主(zhu)監控畫面，主(zhu)要實時監測變電所所有(you)回路的(de)運行(xing)狀態，紅色(se)代(dai)表合閘(zha)，綠色(se)代(dai)表分閘(zha)。在系(xi)統圖(tu)中(zhong)可以(yi)(yi)直觀的(de)看(kan)到每路進線(xian)和出(chu)線(xian)的(de)運行(xing)參數(shu)和狀態，可以(yi)(yi)看(kan)到變壓器出(chu)線(xian)側的(de)所有(you)常(chang)規(gui)電力參數(shu)，如(ru)(ru)：三相電壓、電流、有(you)功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)、無功(gong)(gong)(gong)功(gong)(gong)(gong)率(lv)、功(gong)(gong)(gong)率(lv)因數(shu)、頻率(lv)、有(you)功(gong)(gong)(gong)電度等。如(ru)(ru)下(xia)圖(tu)所示：
變電所一次系統(tong)圖
遙(yao)信(xin)和(he)遙(yao)測報警(jing)(jing)功(gong)能，主要完(wan)成對低壓各出線回路的(de)開關運(yun)行狀態和(he)負載(zai)進(jin)線監控，對開關變(bian)位(wei)和(he)負載(zai)越限(xian)彈出報警(jing)(jing)界面指(zhi)示具體(ti)的(de)報警(jing)(jing)位(wei)置并聲(sheng)音報警(jing)(jing)，通過手機(ji)短信(xin)的(de)形式發給(gei)當(dang)天(tian)值班人員(yuan)，提醒值班人員(yuan)及時處理。負載(zai)越限(xian)值在相應權限(xian)下可自由(you)設(she)置。具備歷史查詢(xun)功(gong)能，
支持(chi)對所有回路功率實時(shi)和歷(li)史(shi)查詢報表，方便(bian)管理(li)人員深入了解各負(fu)荷的運(yun)行狀況。如下圖所示：
功率歷(li)史報表
參(can)數抄表(biao)功能，主要對(dui)低壓各(ge)出(chu)線(xian)回(hui)路的電參(can)數進線(xian)查(cha)詢。支持(chi)任意時刻(ke)電參(can)數查(cha)詢，具(ju)備數據(ju)(ju)導出(chu)和(he)報表(biao)打印等功能。該報表(biao)查(cha)詢演藝中心變電所變壓器出(chu)線(xian)各(ge)低壓回(hui)路的電參(can)數，主要包括：三相電流、有功功率和(he)有功電度。該報表(biao)各(ge)回(hui)路名(ming)稱(cheng)和(he)數據(ju)(ju)庫關聯，方便用戶修改回(hui)路名(ming)稱(cheng)。如下圖所示
電參數抄(chao)表(biao)
用(yong)電(dian)量報表(biao)(biao)功能(neng)，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電(dian)度累計查詢，具備數(shu)據導出和報表(biao)(biao)打(da)印等(deng)功能(neng)。為值班人員提供了精確可靠的電(dian)能(neng)報表(biao)(biao)。該報表(biao)(biao)各回(hui)路(lu)名稱和數(shu)據庫(ku)關聯(lian)，方(fang)便用(yong)戶修改(gai)回(hui)路(lu)名稱。如下(xia)圖所(suo)示(shi)，顯(xian)示(shi)辦公樓(lou)實驗(yan)樓(lou)配電(dian)回(hui)路(lu)的精確用(yong)電(dian)量，用(yong)戶可以直(zhi)接(jie)打(da)印報表(biao)(biao)，可以以EXCEL格式(shi)另存(cun)到其他位置。 如下(xia)圖所(suo)示(shi)：
電能報表
系統(tong)通(tong)(tong)訊結構示(shi)(shi)意(yi)圖，主要顯示(shi)(shi)系統(tong)的(de)組網結構，系統(tong)采用分層分布(bu)式結構，同時監測間(jian)隔層設備(bei)的(de)通(tong)(tong)信狀(zhuang)態。紅色(se)表(biao)示(shi)(shi)通(tong)(tong)訊正常(chang)，綠色(se)表(biao)示(shi)(shi)通(tong)(tong)訊故障(zhang)。下圖為辦(ban)公實驗樓通(tong)(tong)訊狀(zhuang)態示(shi)(shi)意(yi)圖。
通訊結構(gou)示(shi)意圖
負(fu)荷(he)趨勢(shi)(shi)曲線界面(mian)(mian)中可直觀(guan)的(de)(de)查看回(hui)路的(de)(de)負(fu)荷(he)運(yun)(yun)行情(qing)況。查看實時和歷史趨勢(shi)(shi)曲線，點擊畫(hua)面(mian)(mian)相(xiang)應(ying)按鈕或(huo)菜單項可以完成相(xiang)應(ying)功(gong)能的(de)(de)切換;幫助用戶進線趨勢(shi)(shi)分析和故障追憶，具備曲線打印功(gong)能。為分析整個系統的(de)(de)運(yun)(yun)行狀況提供了直觀(guan)而方便的(de)(de)軟件(jian)支持。如下圖所示：
趨勢曲線圖(tu)
4 結束語
在當(dang)今(jin)配電(dian)(dian)(dian)設施的(de)應用(yong)中，商(shang)業(ye)廣(guang)場的(de)配電(dian)(dian)(dian)安全(quan)性至關(guan)重要，本文介紹的(de)Acrel-2000電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系統(tong)在蘇州演(yan)藝中心的(de)應用(yong)，可(ke)以實(shi)(shi)現(xian)對(dui)變(bian)電(dian)(dian)(dian)所供配電(dian)(dian)(dian)回路用(yong)電(dian)(dian)(dian)的(de)實(shi)(shi)時(shi)監控(kong)，不僅(jin)能(neng)顯(xian)示回路用(yong)電(dian)(dian)(dian)狀(zhuang)(zhuang)況，還具有(you)網絡通訊功(gong)能(neng)，可(ke)以與(yu)串口服務器、計(ji)算機(ji)等組成電(dian)(dian)(dian)力監控(kong)系統(tong)。系統(tong)實(shi)(shi)現(xian)對(dui)采集數據的(de)分(fen)析(xi)、處理，實(shi)(shi)時(shi)顯(xian)示變(bian)電(dian)(dian)(dian)所內各配電(dian)(dian)(dian)回路的(de)運行狀(zhuang)(zhuang)態，對(dui)分(fen)合閘、負(fu)載越限具有(you)彈出報警對(dui)話框(kuang)、語(yu)音提示、短(duan)信報警燈，并生成各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)能(neng)報表、分(fen)析(xi)曲線、圖形等，便于電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)遠程抄表以及分(fen)析(xi)、研究，該系統(tong)運行安全(quan)、可(ke)靠、穩定(ding)，為工(gong)廠解決用(yong)電(dian)(dian)(dian)問題提供了(le)真實(shi)(shi)可(ke)靠的(de)依據，取得(de)了(le)較好的(de)企業(ye)效益。
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作者簡介：袁燕(yan)，女，江蘇安(an)科瑞電(dian)(dian)(dian)器制(zhi)造(zao)有限公司(si) 主要研究方向(xiang)為智(zhi)能(neng)電(dian)(dian)(dian)力監控與電(dian)(dian)(dian)能(neng)管(guan)理(li)系(xi)統。
