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Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在蘇州國庫支付中心應(yīng)用

瀏覽次數(shù):768更新日期:2014-11-24

徐霜

 1安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介紹蘇州國庫支付中心,采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺,通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞:國庫支付中心;變電所;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng);

0 概述

    蘇州市國庫支付中心項目是蘇州城投代建過的百億項目中的,總投資3.87億元,占地近2萬平米,總建筑面積約6萬平米。項目完成后既是蘇州市國庫支付中心,也是蘇州市信息中心,將為蘇州市 實現(xiàn)科學(xué)管理、廉潔服務(wù)提供基礎(chǔ)支持。

    本次項目主要涉及其中的國庫支付中心的兩個低壓配電所部分,其中值班室置于高壓開閉所。

1 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對生產(chǎn)現(xiàn)場的低壓配電柜、供電變壓器等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實時在線監(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。自動抄表功能節(jié)省了人力物力,功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間,方便用戶找出非正常用電回路并且及時進(jìn)行整改。

    本技術(shù)條件適用于國庫支付中心的配電室低壓柜。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)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集

    自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù),自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

    支持實時采集、自動周期采集(定時采集)可配置周期(1分鐘~24小時)。

    支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗,異常數(shù)據(jù)自動處理。

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

    數(shù)據(jù)實時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)分析與處理

    數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析需要實現(xiàn)以下功能:

    各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。

    各設(shè)備的用電負(fù)荷(有功、無功)zui大、zui小、平均值計算。

    統(tǒng)計各分站及整體的用電量(有功、無功)。

數(shù)據(jù)查詢與展示

    要求能方便實現(xiàn)客戶端查詢和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和對比分析,各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。

    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。

    操作層具備用能分析、累計用量、實時監(jiān)測、運(yùn)行記錄及比例、對比、對標(biāo)分析等功能。

    管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、分類分項的對比、對標(biāo)分析等功能。

    決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。

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地保護(hù),防止信息的丟失、失竊和破壞。

節(jié)能改造及效果評估

    要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐,并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。

參數(shù)設(shè)置

    可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護(hù)整定值。

    故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場采集模塊通訊故障,與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,方便用戶查詢,工作人員可隨時掌握變配電站實時運(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。

 系統(tǒng)方案

    安科瑞Acrel-3000系統(tǒng)根據(jù)蘇州國庫支付中心現(xiàn)場實際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至南、北樓對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過光纖直接接至開閉所的監(jiān)控主機(jī),保障了變電所電能管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。

    現(xiàn)場北樓變電所共計2只ACR320EL、168只ACR120EL分為8條RS485總線接至北樓的串口服務(wù)器,南樓變電所共計3只ACR320EL、76只ACR120EL分為4條RS485總線接至北樓的串口服務(wù)器,zui后南、北樓的串口服務(wù)器均通過光纖拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

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。在國庫支付中心工程中主要指置于配電所的監(jiān)控主機(jī)。

2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊層主要是由Nport5610-8和Nport5410串口服務(wù)器各一臺、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。Nport5610-8和Nport5410串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,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,主要由智能儀表組成,智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

    現(xiàn)場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,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器Nport5610-8和Nport5410,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:

    進(jìn)線回路采用ACR320EL多功能液晶顯示儀表,出線回路采用ACR120EL多功能液晶顯示儀表,其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。

 系統(tǒng)功能

    變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài),紅色代表合閘,綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示:

 變電所一次系統(tǒng)圖

    遙信和遙測報警功能,主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警,提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能,如下圖所示:

 報警功能歷史查詢

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

報警功能實時查詢

    參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢國庫支付中心變電所變壓器出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示

電參數(shù)抄表

    用電量報表功能,可選擇時間段進(jìn)行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示辦公樓實驗樓配電回路的用電量,用戶可以直接打印報表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示:

電能報表

     系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時監(jiān)測間隔層設(shè)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(jié)構(gòu)示意圖

    負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實時和歷史趨勢曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示:

趨勢曲線圖

 結(jié)束語

    在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,公建辦公大樓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(tǒng)在蘇州國庫支付中心的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈,并生成各種電能報表、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,為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn):

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》, 任致程、周中,中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計中的應(yīng)用》,高士宏,科技風(fēng)

[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計》,姚強(qiáng),科技天地

作者簡介:

徐霜,女,漢族,本科,工程師,主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。

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