楊興媚 韓來發(fā)
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇
摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計實現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管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)場操作的無序性，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：娛樂場所；電力監(jiān)控；剩余電流監(jiān)測；配電室無人值守
0 引言
目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通訊設(shè)備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。
本文以上海百樂門大酒店為例，探討娛樂場所電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。
1 項目介紹
百樂門是上海著名的綜合性娛樂場所。全稱“百樂門大飯店舞廳”。1929年，原開在戈登路（今江寧路）的兼營舞廳的“大華飯店”歇業(yè)，被譽為“貴族區(qū)” 的上海西區(qū)，沒有一個與“貴族區(qū)”相適應(yīng)的娛樂場。 1932年，中國商人顧聯(lián)承投資七十萬兩白銀，購靜安寺地營建Paramount Hall，并以諧音取名“百樂門”。1933年開張典禮上，時任國民黨政府上海市長的吳鐵城親自出席發(fā)表祝詞，當時百樂門的�？陀�張學良、徐志摩；陳香梅與陳納德的訂婚儀式在此舉行，卓別林夫婦訪問上海時也曾慕名而來。
上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接上海百樂門大酒店電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實施。
2 用戶需求
實現(xiàn)對百樂門大酒店的22個樓層的PZ系列電力儀表和配電室的PZ、ACR系列電力儀表進行遠程監(jiān)測。
3 設(shè)計方案
現(xiàn)場設(shè)備全集中在同一個配電室中，業(yè)主的電氣值班室就近安排在配電室旁，本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見的3層結(jié)構(gòu)，站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場設(shè)備層。
3.1參考標準
系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標準：
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
3.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓撲圖
圖1
為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務(wù)器，串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機進而傳輸至后臺主機實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢
3.3 儀表，通訊線纜，交換機及串口服務(wù)器選型
現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備為133臺電力儀表。這些設(shè)備分別根據(jù)設(shè)計要求安裝在相應(yīng)的配電回路上。通過RS-485接口實現(xiàn)與上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。多功能表和漏電儀表的通訊規(guī)約為Modbus-RTU，保護裝置的通訊規(guī)約為IEC60870-5-103;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務(wù)器和1臺交換機構(gòu)成，實際工程中使用了8個485串口，剩下8個串口備用。串口服務(wù)器將RS-485總線協(xié)議轉(zhuǎn)換為工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，通過TCP/IP與站控管理層主機相連，構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈路。通訊管理層設(shè)備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中，與站控管理層設(shè)備安裝在一起; 站控管理層設(shè)備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)的采集、處理以及各種人機交互功能,具體設(shè)備如下表：
|
應(yīng)用場合 |
型號 |
主要功能 | ||
|
站控管理層 |
工作站主機 |
 |
RPC-610 |
● 4U、19英寸可上架，歐美風格，符合
EIARS-310C 標準
● 前面板帶鎖，防止誤操作
● 尺寸482mm×460mm×177mm(W×D×H)
● 前面板帶鎖，防止誤操作 |
|
UPS電源 |
 |
C1K/1KVA |
輸入保護 可復(fù)位斷路器 輸出保護 短路、電池低電壓、過載、輸出高電壓、UPS過溫 工作溫度 0℃～40℃ 存放溫度 -25℃～55℃ 執(zhí)行標準 Q/ZYDZ 1-2002備案號：QB/440600 29 1555-2002 濕度 0～90℃不凝結(jié) | |
|
網(wǎng)絡(luò)通訊層 |
串口服務(wù)器 |
 |
NPORT5630 |
NPort 5630系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器可讓工業(yè)串口設(shè)備立即連上網(wǎng)絡(luò)。NPort 5630系列的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器體積小巧，將RS-232或RS-422/485串口設(shè)備，如PLC，測量儀，和傳感器連接到IP-based Ethernet LAN。 |
|
網(wǎng)絡(luò)交換機 |
 |
3C16470 |
桌面級,二層,非網(wǎng)管型交換機,存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式,16口,10M/100Mbps,支持網(wǎng)絡(luò)標準 IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.1d,IEEE 802.3x,支持全雙工。 | |
|
現(xiàn)場設(shè)備層 |
網(wǎng)絡(luò)電力儀表 |
 |
PZ系列 |
全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、最大需量統(tǒng)計；2DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。 |
|
現(xiàn)場總線 |
 |
RVVP2*1.0 |
屏蔽雙絞線：中距離傳輸 RS485通訊方式時傳輸距離≤1200m，沒跟現(xiàn)場總線理論上手拉手連接32塊網(wǎng)絡(luò)電力儀表。 | |
4 系統(tǒng)功能
上位機軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件，通過軟件進行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等，完成了在上位機軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。
4.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)：
百樂門電力監(jiān)控系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至BA系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，部分轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)如下：
|
柜號 |
回路名稱 |
類型 |
地址 |
柜號 |
回路名稱 |
類型 |
地址 |
|
LVA11 |
LA1進線 |
EPI |
67 |
APE20 |
排煙風機 |
EPI |
213 |
|
LVA41 |
LA4備用 |
EPI |
69 |
APE21D |
正壓風機 |
EPI |
215 |
|
LVA42 |
無線覆蓋機房（備用） |
EPI |
71 |
APZXT21 |
消防機房 |
EPI |
217 |
|
LVA43 |
LA4備用 |
EPI |
73 |
APTHT21 |
19層貨梯 |
EPI |
219 |
|
LVA44 |
鍋爐房電力 |
EPI |
75 |
ALE20X |
設(shè)備間照明 |
EPI |
221 |
|
LVA45 |
LA4備用 |
EPI |
77 |
AL20X |
插座 |
EPI |
223 |
|
LVA46 |
LA4備用 |
EPI |
79 |
AP20X |
冷卻塔 |
EPI |
225 |
4.2 配電系統(tǒng)一次示意圖：
0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯(lián)或發(fā)電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2和圖3所示：
0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯(lián)或發(fā)電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2和圖3所示：
圖2
圖3
4.3 報表功能：
通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報表和剩余電流報表，用電量報表用于進行電費收費計量以及與供電局數(shù)據(jù)核對后進行成本核算，如圖4所示
通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報表和剩余電流報表，用電量報表用于進行電費收費計量以及與供電局數(shù)據(jù)核對后進行成本核算，如圖4所示
圖4
5 運行效果
因部分儀表LED面板上顯示的二次側(cè)累計電度，導(dǎo)致值班人員每月均需要對抄表數(shù)據(jù)進行CT變比換算，經(jīng)由本系統(tǒng)軟件的報表功能，可以直接查詢月一次用電量，無需轉(zhuǎn)換。此外，曾發(fā)生過值班人員抄表時遺漏電度高位，導(dǎo)致該月物業(yè)管理公司少收約3000元電費，本系統(tǒng)投運后杜絕了此類人為失誤造成經(jīng)濟損失的可能。按照規(guī)范，低壓回路自然剩余電流值一般不超過500mA，據(jù)剩余電流報表顯示，上海百樂門大酒店一期多個回路剩余電流超過3A，由物業(yè)管理公司持報表聯(lián)系電氣安裝公司查線，整改了多處，但仍有2~3個回路剩余電流過大未解決。
6 結(jié)束語
電力監(jiān)控系統(tǒng)在調(diào)試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線存在的問題，明確了整改方向，保障了上海百樂門大酒店配電系統(tǒng)今后的穩(wěn)定運行。本系統(tǒng)自2010年11月投產(chǎn)后，電能計量與供電局數(shù)據(jù)匹配度高，得到了用戶的好評，并已著手就上海百樂門大酒店二期工程的合作進行洽談。
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
作者簡介：
韓來發(fā) (1985-)，男，本科，畢業(yè)于南京信息工程大學，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。
楊興媚（1988-） 本科 江蘇安科瑞電器制造有限公司 主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，技術(shù)交流：0510-86189371 手機：13626237782 http://www.jyacrel.cn
