摘要

    介紹平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司，采用智能電力儀表，采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

0 概述 

    平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司(以下簡(jiǎn)稱中選自控)是中煤工程設(shè)計(jì)研究總院 （以下簡(jiǎn)稱中國(guó)煤）的全資二級(jí)子企業(yè)，是中國(guó)煤炭科工集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)煤炭科工）的三級(jí)子企業(yè)，是中國(guó)煤炭協(xié)會(huì)選煤分會(huì)理事單位，位于河南省平頂山市。

    本次項(xiàng)目為平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司低壓變配電所部分的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1 需求分析

    現(xiàn)場(chǎng)共有一座0.4KV配電室。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

    電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值等信息。

    對(duì)各回路的電流繪制趨勢(shì)曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況。

    對(duì)各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。

    本技術(shù)條件適用于平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司的0.4KV配電室低壓柜。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

    監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司變電所的0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變電所T1變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入變電所33只多功能電力儀表，分1條總線，總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備，從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1）站控管理層

    站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊層主要是由USB/485、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。USB/485主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

    現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

    現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在32只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至USB/485，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表，它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度。

3  系統(tǒng)功能

功能特點(diǎn)

    系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后會(huì)通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)的快捷方式圖標(biāo)，即可進(jìn)入操作系統(tǒng)和電力監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠。點(diǎn)擊相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

    點(diǎn)擊桌面上的“平頂山選煤設(shè)計(jì)研究院電氣改造工程變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)”，軟件開(kāi)始運(yùn)行。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入對(duì)應(yīng)的密碼，點(diǎn)擊登錄按鈕，才可進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，否則無(wú)法查看。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權(quán)限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權(quán)限。

    進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面后，會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)界面分為三塊，標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

    在菜單切換界面中含有小化及退出2個(gè)快捷功能。當(dāng)選擇退出時(shí)，系統(tǒng)將彈出如果點(diǎn)擊確認(rèn)，則退出所

有程序；如果點(diǎn)擊取消，則不會(huì)對(duì)系統(tǒng)操作。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部是菜單切換界面，該界面排的7個(gè)按鈕為系統(tǒng)各個(gè)功能切換按鈕。

    通過(guò)點(diǎn)擊菜單切換界面上的功能按鈕，就可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。

配電監(jiān)測(cè)

配電監(jiān)測(cè)功能說(shuō)明

詳細(xì)參數(shù)

    可查看個(gè)配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱，和出線回路的電流、回路名稱。

    當(dāng)選擇管理員身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)一次圖中點(diǎn)擊回路名稱，直接對(duì)回路名稱進(jìn)行修改，修改后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存，在此界面在此界面可查看三相表的詳細(xì)參數(shù)。

    系統(tǒng)圖的各個(gè)回路圖標(biāo)和母線圖標(biāo)在沒(méi)有通電時(shí)會(huì)顯示綠色，上電后會(huì)顯示紅色，以此區(qū)分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄的“通訊狀態(tài)” 。

    進(jìn)入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個(gè)系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)顯示故障線路及具體單元。

電參量報(bào)表

電參量報(bào)表功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄上的“電參量報(bào)表” 。

    設(shè)置時(shí)間控件的時(shí)間，點(diǎn)擊查詢按鈕即可查詢歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報(bào)表。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。

    該報(bào)表包含所有的回路。幫助用戶了解每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數(shù)是否符合要求。以次為依據(jù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。如有多張表格，可在表頁(yè)下端選擇切換。

    該報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出和具備打印功能.

電能報(bào)表

電能報(bào)表功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄上的“電能報(bào)表” 。

    對(duì)用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn)，該報(bào)表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的各回路用電，每個(gè)進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。如有多張表格，可在表頁(yè)下端選擇切換。

    通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，點(diǎn)擊“查詢”按鈕，即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量，也可以以電子表格的形式導(dǎo)出和打印。

電流曲線

電流曲線功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊配電系統(tǒng)圖對(duì)應(yīng)回路上的“電流曲線” 。

    選擇一個(gè)回路后，回路名稱會(huì)在窗口上方顯示。曲線圖表的X軸表示時(shí)間跨度，Y軸表示量程。點(diǎn)擊“刷新曲線” ，可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；點(diǎn)擊“搜索曲線” ，通過(guò)調(diào)節(jié)“開(kāi)始時(shí)間”可顯示過(guò)去一天和七天時(shí)間段內(nèi)的選定回路的電流趨勢(shì)曲線。通過(guò)修改“鼠標(biāo)縮放” ，可任意放大選定區(qū)域內(nèi)的曲線。

    電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報(bào)警及事件

報(bào)警及事件二級(jí)菜單

報(bào)警及事件二級(jí)菜單

    通過(guò)點(diǎn)擊報(bào)警及事件二級(jí)菜單上的功能按鈕，就可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。

實(shí)時(shí)報(bào)警

遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警功能

    實(shí)時(shí)報(bào)警窗口分為“遙測(cè)實(shí)時(shí)報(bào)警”、遙信實(shí)時(shí)報(bào)警，分別監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的遙測(cè)量和遙信量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺(tái)。

    當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報(bào)警界*，“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警”窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息：回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。

歷史報(bào)警

報(bào)警歷史查詢

    點(diǎn)擊 報(bào)警及事件二級(jí)菜單的“遙測(cè)歷史報(bào)警” 。

    點(diǎn)擊查詢按鈕，通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可查詢到過(guò)去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息，包括遙測(cè)報(bào)警和遙信報(bào)警，還包括具體的報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類型，報(bào)警內(nèi)容等。

用戶管理

用戶管理功能說(shuō)明

    點(diǎn)擊菜單欄的“用戶管理” 。

    用戶管理界面為用戶提供了3項(xiàng)與用戶身份和管理有關(guān)的功能。“用戶登錄”可以實(shí)現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過(guò)“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過(guò)“用戶配置”，修改所有用戶的登錄密碼；

4  結(jié)束語(yǔ)

    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Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以與采集器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語(yǔ)音提示、短信報(bào)警燈，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為用戶解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向?yàn)橹悄芙ㄖ┡潆姳O(jiān)控系統(tǒng)