安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：介紹咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館項目，采用智能電力儀表、采集配電現場(chǎng)的各種電參量。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統實(shí)現配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。   

關(guān)鍵詞：咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;高校用電監控;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統;      

0概述    

咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院位于陜西省西安市西咸新區灃西新城統一大道，是經(jīng)陜西省人民政府批準、國家教育部備案的一所全日制公辦高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院。此項目為咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館項目。   

本項目共有一間變配電間。變配電間有6臺10KV高壓柜，3路低壓進(jìn)線(xiàn)，2臺ATS切換柜，1臺母聯(lián)柜，132路低壓出線(xiàn)回路。6臺西安同創(chuàng )的TJ03B-3000系列微機保護，2塊江蘇龍芯電力有限公司的LX-BW10-485型號變壓器溫控儀以及安科瑞廠(chǎng)家的AMC96L-E4、AM72L-E4多功能儀表等設備采用RS485總線(xiàn)組網(wǎng)接入點(diǎn)能管理系統，系統主機安裝在值班室。   

1需求分析   

為保證咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對項目現場(chǎng)的一間高低壓配電室中高壓綜保以及低壓進(jìn)出線(xiàn)回路進(jìn)行電壓、電流、功率等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)檢測報警，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)抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶(hù)找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據。   

本技術(shù)條件適用于咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館高低壓配電室電能管理。供方產(chǎn)品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿(mǎn)足本技術(shù)條件，但不僅僅于此，其技術(shù)性能應滿(mǎn)足對配電室數據監控的要求。 

數據采集   

自動(dòng)采集現場(chǎng)所有電量?jì)x表的模擬量數據，自動(dòng)采集現場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數據。   

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)）。   

支持數據傳輸正確性檢驗，異常數據自動(dòng)處理。   

支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。   

數據實(shí)時(shí)顯示采用配電柜一次圖直觀(guān)顯示模式，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。 

 數據分析與處理   

數據的綜合統計、分析需要實(shí)現以下功能：   

各設備用電數據小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內的統計、計算。   

統計各出線(xiàn)回路及整體的用電量（有功、無(wú)功）。 數據查詢(xún)與展示   

要求能方便實(shí)現客戶(hù)端查詢(xún)和各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)和對比分析，各類(lèi)統計分析的數據可靈活采用報表等多種圖表方式直觀(guān)的展示功能。   

數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層用能展示。 權限管理   

要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。   

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

故障報警   

故障判斷與報警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括微機保護開(kāi)關(guān)量變位，電壓、電流超限，現場(chǎng)綜?；蛘邇x表與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握配電室實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。   

2  系統方案   

安科瑞Acrel-3000電能管理系統根據咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館高低壓配電室現場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò )結構采用屏蔽雙絞線(xiàn)分10根總線(xiàn)直接接至監控室操作臺內的串口服務(wù)器上，保障了配電所電力監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。   

現場(chǎng)高低壓配電室共計6臺西安同創(chuàng )廠(chǎng)家的TJ03B-3000系列微機綜保，2臺江蘇龍芯廠(chǎng)家LX-BW10-485型號的變壓器溫控儀，12臺安科瑞廠(chǎng)家AMC96L-E4型號多功能儀表，126臺安科瑞廠(chǎng)家AMC72L-E4型號多功能儀表，總共分為10條RS485總線(xiàn)接至值班室操作臺內的串口服務(wù)器上。 

1）站控管理層   

站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館高低壓配電室工程中主要指置于值班室內的監控主機。 

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層   

通訊層主要是由值班室內的N2S16-485I-ETS一臺以及以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現站控管理層于現場(chǎng)設備之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無(wú)人值守的目的。 

3）現場(chǎng)設備層   

現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由10KV配電柜上的微機保護裝置以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入站控管理層進(jìn)行組網(wǎng)。 

系統結構圖 

智能儀表現場(chǎng)連接示意   

現場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接至對應配電室數據采集箱內的串口服務(wù)器上，每根總線(xiàn)連接智能儀表數量在20只左右。具體連接示意圖如下所示： 

3  系統功能   

變電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)的運行參數和狀態(tài)，可以看到低壓柜的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所示： 

低壓一次系統圖  

遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。   

電流限值設置   

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

報警窗口   

參數抄表功能，主要對低壓各出線(xiàn)回路的電參數進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢(xún)高低壓配電室內各回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示:

電參數抄表   

用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示，用戶(hù)可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示： 

電能報表   

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。 

通訊結構示意圖   

負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。 

趨勢曲線(xiàn)圖   

用戶(hù)權限管理，對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。下圖為權限配置界面。 

用戶(hù)權限管理   

4  結束語(yǔ)   

在當今配電設施的應用中，高校建筑項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育館游泳館的應用，可以實(shí)現對配電室供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，系統對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話(huà)框、聲音提示，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為本項目解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據。