章丘南外環(huán)隧道項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

安科瑞  陳聰 周潔

摘要：采用多功能電力儀表、微機(jī)保護(hù)裝置采集高壓配電柜的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，通過RS485線遠(yuǎn)傳串口服務(wù)器，再通過網(wǎng)線至后臺(tái)，通過Acrel-2000Z型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

??關(guān)鍵詞： Acrel-2000Z;電力監(jiān)控系統(tǒng);

??0 概述

??南外環(huán)隧道項(xiàng)目共有一個(gè)配電室，其中監(jiān)測的設(shè)備2只AM5系列、6只AM3系列、116只PZ系列多功能儀表、1只直流屏、2只EPS計(jì)量表。為方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)集抄及低壓配電安全，設(shè)計(jì)一套電力監(jiān)控系統(tǒng)。

??1 需求分析

??為保證用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開關(guān)量信號(hào)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測報(bào)警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。

??數(shù)據(jù)采集

??支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。

??支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

??數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

??數(shù)據(jù)查詢與展示

??要求能方便實(shí)現(xiàn)各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。

??數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

??權(quán)限管理

??要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。

??系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。

??故障報(bào)警

??故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，多功能儀表與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時(shí)掌握箱變配電回路的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。

??2  系統(tǒng)方案

??安科瑞Acrel-2000Z系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，放置一臺(tái)ANET-2E8S1通訊管理機(jī)，保障了變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

??1）站控管理層

??站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在本項(xiàng)目中主要指置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。

??2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

??通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場多功能儀表與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無人值守的目的。

??3）現(xiàn)場設(shè)備層

??現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由配電柜內(nèi)多功能儀表組成，智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

??低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意

??現(xiàn)場多功能儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

??3  系統(tǒng)功能

??配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測變電所內(nèi)所有配電回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到配電回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。

??事件告警記錄功能，主要完成對查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因。

??參數(shù)抄表功能，主要對低壓配電各回路的電參數(shù)進(jìn)行查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。

??負(fù)荷曲線界面，可以查詢各個(gè)回路的歷史功率負(fù)荷曲線。

??權(quán)限管理，可以給不同的用戶設(shè)置不同的權(quán)限，防止越權(quán)操作。

??4  結(jié)束語

??在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的章丘南外環(huán)隧道項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、報(bào)警聲音提示，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了大型公共建筑的用電可靠度。