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【摘要】：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展、計算機網絡技術的成熟、智能電力儀表的應用，電力系統(tǒng)監(jiān)控已進入智能化、網絡化、數字化的時代。本文介紹基于網絡電力儀表（ACR系列）的Acrel-2000電力監(jiān)控軟件在廣州亞運會網球中心的應用。介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)在大型國際賽事中的應用。
0 引言
配電自動化，是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質量，向用戶提供優(yōu)質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
隨著電力網絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。
本文以廣州亞運會網球中心電力監(jiān)控系統(tǒng)為例，簡單介紹變電站的配電自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
1 項目概況
廣州亞運會網球中心位于廣東奧林匹克體育中心西北面，總建筑面3350平方米，由一個可容納10000名觀眾的比賽主場、一個可容納2000觀眾的比賽副場和14塊室外標準網球場及相關附屬用房組成。
網球中心整個配電系統(tǒng)分為高低壓兩個部分，分別位于高壓變電所及低壓變電所，電力監(jiān)控系統(tǒng)位于配電室旁邊的電力監(jiān)控值班室。其中高壓配電室共計5個回路，分別為10KV進線1、10KV進線2、1#變壓器出線、2#變壓器出線及聯絡；低壓變電所共計145個回路，分別采用ACR220E及ACR220ELH，其中ACR220ELH安裝于低壓進線及發(fā)電機進線中。詳細清單如表一所示：
表一：
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柜號 |
回路編號 |
回路名稱 |
儀表型號 |
端口號 |
儀表地址 |
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1AA1 |
1AA1 |
1#進線 |
ACR220ELH |
COM4 |
51 |
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1AA4 |
1AA4-1～5 |
出線 |
ACR220E |
52～56 |
|
1AA5 |
1AA5-1～8 |
出線 |
ACR220E |
57～64 |
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1AA6 |
1AA6-1～8 |
出線 |
ACR220E |
65～72 |
|
1AA7 |
1AA7-1～8 |
出線 |
ACR220E |
COM5 |
51～58 |
|
1AA8 |
1AA8-1～8 |
出線 |
ACR220E |
59～66 |
|
1FAA1 |
1FAA1 |
市電 |
ACR220E |
67 |
|
1FAA2 |
1FAA2-1～8 |
出線 |
ACR220E |
68～75 |
|
1FAA3 |
1FAA3-1～8 |
出線 |
ACR220E |
COM6 |
51～58 |
|
1FAA4 |
1FAA4-1～9 |
出線 |
ACR220E |
59～67 |
|
1FAA5 |
1FAA5-1～8 |
出線 |
ACR220E |
68～75 |
|
1FAA6 |
1FAA6-1～8 |
出線 |
ACR220E |
COM7 |
51～58 |
|
2FAA3 |
2FAA3-1～5 |
出線 |
ACR220E |
COM8 |
51～55 |
|
2FAA2 |
2FAA4-1～8 |
出線 |
ACR220E |
56～64 |
|
2FAA1 |
2FAA4 |
市電 |
ACR220E |
64 |
|
2AA10 |
2AA10-1～8 |
出線 |
ACR220E |
COM9 |
51～58 |
|
2AA9 |
2AA9-1～8 |
出線 |
ACR220E |
59～66 |
|
2AA8 |
2AA8-1～9 |
出線 |
ACR220E |
67～75 |
|
2AA7 |
2AA7-1～8 |
出線 |
ACR220E |
COM10 |
51～58 |
|
2AA6 |
2AA6-1～8 |
出線 |
ACR220E |
59～66 |
|
2AA5 |
2AA5-1～8 |
出線 |
ACR220E |
67～74 |
|
2AA4 |
2AA4 |
聯絡 |
ACR220E |
60 |
|
2AA1 |
2AA1 |
2#進線 |
ACR220ELH |
61 |
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G1 |
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1#電源進線 |
微機保護 |
COM3 |
1 |
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G2 |
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1#變壓器出線 |
微機保護 |
2 |
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G3 |
|
聯絡 |
微機保護 |
3 |
|
G5 |
|
2#變壓器出線 |
微機保護 |
4 |
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G6 |
|
2#電源進線 |
微機保護 |
5 |
2 用戶需求
網球中心承擔著亞運會網球比賽的重擔，其對供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，安全性要求極高。因此建設一套高效、穩(wěn)定、可靠的電力監(jiān)控系統(tǒng)對于比賽的順利進行起著非常重要的作用。電力監(jiān)控系統(tǒng)工作站，實現對網球中心所有回路設備的運行狀態(tài)的進行檢測、預警，故障分析、統(tǒng)計輸出；
網球中心屬于廣州奧林匹克中心，系統(tǒng)設計將網球中心電力監(jiān)控數據通過奧體中心內部局域網，將數據通過Modbus TCP的方式上傳至奧體中心數據中心，同時在廣州市供電局10樓設置電力監(jiān)控系統(tǒng)工作站，數據通過網絡公司局域網，通過廣東省104規(guī)約傳輸至供電局調度中心。從多方位，全角度，深層次來確保亞運供電萬無一失。
3 設計方案
3.1 主要設計參考依據
IEC870-1 《遠動設備及系統(tǒng)總則一般原理和指導性規(guī)范》
IEC870-4 《遠動設備及系統(tǒng)性能要求》
IEC870-5 《遠動設備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約》
DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
3.2 系統(tǒng)的網絡構成
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：
整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機、打印機、UPS電源等；該配電系統(tǒng)分成兩個部分：10KV高壓配電系統(tǒng)以及380V低壓配電系統(tǒng)，相應的一次設備安裝在高低壓電氣柜、溫控箱以及低壓配電柜內，多功能網絡儀表、微機綜合保護裝置以及變壓器溫控儀均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網，接入通訊管理機，并由通訊管理機接入電力監(jiān)控主機。數據在電力監(jiān)控主機以Modbus TCP的方式上傳至奧體中心數據中心，同時在廣州市供電局10樓設置電力監(jiān)控系統(tǒng)工作站，數據通過網絡公司局域網，通過廣東省104規(guī)約傳輸至供電局調度中心。
3.3 軟件設計
Acrel-2000電力監(jiān)控軟件是對現場儀表電能數據進行采集與電能數據管理的專用軟件，系統(tǒng)為智能化網絡電力監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合應用計算機網絡、通訊、數據庫、數值處理等多種現代信息技術，是電力系統(tǒng)的基礎和重要組成部分。軟件組態(tài)靈活、實用性強、操作簡單、易于維護和擴展性強。它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現方法，能夠滿足企業(yè)節(jié)能的要求，而且可利用網絡通訊和IT信息處理技術，有效的加強碼頭的內部管理，提升碼頭的科學管理決策速度和準確度。
系統(tǒng)依據客戶的需求進行設計，實現了配電監(jiān)測、實時數據顯示、負荷趨勢
分析、光字牌狀態(tài)指示、電能數據報表、負荷趨勢報表等功能
人機交互
圖2所示為本系統(tǒng)配電監(jiān)測界面，顯示了當前各回路設備運行狀態(tài)及電力參數的實時顯示。實時顯示網球中心10KV各回路三相電壓、電流；并顯示當前回路斷路器分合閘狀態(tài)，另外對于設備通訊故障以及負荷越限等非常規(guī)狀態(tài)進行聲光報警，提醒工作人員及時發(fā)現并處理突發(fā)事件，消除隱患，確保所有設備在安全穩(wěn)定的環(huán)境下運行，
數據采集
數據采集是配電監(jiān)控的基礎，數據采集主要由底層的測控裝置采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)、溫度以及進線回路各分次諧波等數據。
數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢、分析。避免了運行保障團隊直接去配電室查看配電系統(tǒng)運行狀態(tài)，確保在最短時間發(fā)現并排除故障。
故障報警及事故追憶查詢
在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如圖3所示：
用戶權限管理
可根據用戶要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
運行負荷曲線
定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進，如圖4所示
數據報表查詢
為了更加直觀的顯示各回路運行的歷史數據，本系統(tǒng)開發(fā)出了報表查詢功能，可以通過時間設定窗口，查詢任意一段時間內的或者任意時間點的電度或者電流數據。為用戶提供了準確的歷史數據查詢。
其他功能
除此之外，本系統(tǒng)還具有重要回路詳細電參數實時顯示�？梢燥@示1#進線、2#進線及兩路發(fā)電機進線的2~31次諧波的報表及棒圖查詢；顯示高壓回路中設備的各種運行狀態(tài)。
4系統(tǒng)特點
系統(tǒng)的軟硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟硬件設計選擇工業(yè)級標準，可靠性非常高；整個系統(tǒng)的智能控制終端，遠程智能通訊控制器全部由16位微機組成，這種集散型控制系統(tǒng)速度快，實時性好，通訊可靠；智能控制終端自帶CPU，采集周期短，實時性強，系統(tǒng)冗余度高；各個子系統(tǒng)都是獨立工作，互不影響；并且和子系統(tǒng)都實現了模塊化，進一步提高了整個系統(tǒng)的安全及可靠性。
5總結
本文介紹了廣州亞運會網球中心電力監(jiān)控系統(tǒng)的總體結構以及實現功能。在系統(tǒng)投資運營以后，成功經歷了亞運會網球比賽的各階段賽事。如今亞運已經成為了歷史，網球中心也成了廣大網球愛好者的新坐標。網球中心電力監(jiān)控系統(tǒng)也將繼續(xù)它的光榮使命，為廣大網球愛好者提供安全、穩(wěn)定的用電保障。
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