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1.上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
2.遼寧省建筑設(shè)計研究院 遼寧沈陽 110031)
摘要：本文介紹了基于Acrel-3000電力監(jiān)控軟件和ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表，設(shè)計并實現(xiàn)了一套分散式采集和集中控制管理原理的配電自動化系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作斷路器的煩瑣，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控軟件；網(wǎng)絡(luò)電力儀表；配電監(jiān)控
0引言
當前，國內(nèi)很多建筑配電仍普遍采用箱式變電站配以低壓電纜分接箱實現(xiàn)分散供電，給整個系統(tǒng)的運行管理帶來了很多的不便，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)日趨成熟，配電系統(tǒng)測量、控制等功能的智能化、網(wǎng)絡(luò)化已是發(fā)展的必然趨勢，配電系統(tǒng)運行中的各種問題可以通過微機全面解決。
智能化配電系統(tǒng)由開關(guān)配以具有通信功能的智能化元件經(jīng)數(shù)字通信與計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對分散分布的低壓電纜分接箱內(nèi)開關(guān)設(shè)備運行的自動化管理。系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制及設(shè)備維護信息管理等功能。
1.系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)
沈陽故宮博物院為中國明清皇宮文化遺產(chǎn)，各宮殿建筑展廳的供電開關(guān)置于73個分布式的低壓電纜分接箱內(nèi)，見圖1。電纜分接箱內(nèi)由AHK-0.66系列電流互感器、ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表采集測量電流，總開關(guān)的分合閘由ACR220EK的DO（開關(guān)量輸出）接口觸發(fā)繼電器，由繼電器控制斷路器的分合閘；開關(guān)狀態(tài)由輔助觸點接入ACR220EK儀表的DI（開關(guān)量輸入）接口，所有電參量數(shù)據(jù)由儀表的通訊接口經(jīng)RS-485總線傳給上位機，實現(xiàn)遙測、遙控和遙信功能。
沈陽故宮博物院電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2。系統(tǒng)多采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)一般分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。
2.1現(xiàn)場層
現(xiàn)場層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：AHK-0.66系列電流互感器、正泰智能斷路器及ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在現(xiàn)場的電纜分接箱內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，ACR220EK具備RS-485 通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元。
ACR220EK網(wǎng)絡(luò)測控電力儀表，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)計的智能化電力儀表。它能測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度以及開關(guān)量輸入/輸出狀態(tài)等。該系列儀表具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，能實現(xiàn)遠程遙測、遙控功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)；電力儀表與智能斷路器配合實現(xiàn)遙測、遙控�？刂品绞揭妶D3。
2.2中間層
中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，采用PCI插槽模式內(nèi)置于監(jiān)控計算機主板上，給計算機虛擬出更多的RS485接口，并帶2400VDC的光電隔離，主要完成現(xiàn)場層設(shè)備與主控計算機之間的網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換。
2.3主控層
主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個箱式配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控。
2. Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件解決方案
Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以大大縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高了集成效率。
監(jiān)控中心位于故宮停車場內(nèi)的文物倉庫，位于故宮外的西南角落，現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備分布于故宮內(nèi)各個角落，直接采用鋪設(shè)RS-485總線進行通訊較為方便，考慮到現(xiàn)場地理位置及走線方便合理等問題，采用4路RS-485網(wǎng)絡(luò)可將所有現(xiàn)場監(jiān)控點覆蓋，位于故宮南部的辦公區(qū)為離中控室較近和線路較短的回路，位于故宮西北部的西七間樓至七間房的監(jiān)控點組成一個RS485網(wǎng)絡(luò)，位于故宮中部武警營房至太廟的監(jiān)控點和東北部的鳳凰樓至正蘭旗亭分別組成RS485網(wǎng)絡(luò)，由于此兩路距離較長，均超過1500米，已超過RS485通訊最大距離，線路中采用安裝RS485隔離中繼器將通訊距離延長。
3. 結(jié)束語
在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有實施簡明，投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對故宮內(nèi)各殿堂展廳的用電設(shè)備進行統(tǒng)一管理，免去開館和閉館需人員進行合分閘的煩瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細的設(shè)備維護計劃，減少工作人員，提高效率。
參考文獻：
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）《變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)工程實例》 黃陽，智能建筑電氣技術(shù)，2006年7月第5卷第3期。
作者簡介：
1、羅炳華 畢業(yè)于河海大學自動化專業(yè) 從事低壓配電系統(tǒng)集成工作
2、孫勝進 遼寧省建筑設(shè)計研究院 電氣總工 教授級高工
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