董建鋒
上海安科瑞電氣股份有限公司,上海嘉定 201801
摘要:本文介紹了安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-2000在機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中的應(yīng)用,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了分布式采集和集中控制的智能化管理。為機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所配電房安全、可靠、的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障,亦給其開展節(jié)能減排工作提供了有力的資料依據(jù)。
關(guān)鍵詞: 智能配電 電力監(jiān)控 節(jié)能減排 機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所
概述
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)字化和信息化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)物,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)用戶側(cè)樓宇、體育場(chǎng)館、科研設(shè)施、機(jī)場(chǎng)、交通、醫(yī)院、電力和石化行業(yè)等諸多領(lǐng)域的高/低壓變配電系統(tǒng)中。智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。通過實(shí)時(shí)記錄單相/三相電壓、單相/三相電流、功率、功率因子、電度、頻率和電流開關(guān)狀態(tài)等各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè),當(dāng)參數(shù)值超出允許的范圍時(shí)便產(chǎn)生預(yù)警、報(bào)警,并對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制。智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在用電量及用電設(shè)備的管理中已經(jīng)起到了不可替代的作用。
項(xiàng)目簡(jiǎn)介
機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所內(nèi)主要包括1間低壓配電房,該配電房?jī)?nèi)含有兩路進(jìn)線、一路母聯(lián)和11臺(tái)低壓饋線柜。上海安科瑞電氣股份有限公司于2011年10月份承接了機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目,為該項(xiàng)目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍是:機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所有限責(zé)任公司的低壓配電室內(nèi)智能儀表的所有電參量。
客戶需求
1、 系統(tǒng)一次圖顯示、斷路器分合閘指示,實(shí)時(shí)電參量顯示。全電參量歷史查詢。
2、 高壓系統(tǒng)配遠(yuǎn)程控制、遙信量顯示。權(quán)限驗(yàn)證等。
3、 主要負(fù)荷電流曲線查詢,放大、縮小、打印等功能。
4、 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè),系統(tǒng)拓?fù)鋱D顯示,用戶權(quán)限管理。
5、 電能管理??刹樵?cè)聢?bào)表、日?qǐng)?bào)表、小時(shí)報(bào)表。具備遠(yuǎn)程抄表功能。同時(shí)可對(duì)報(bào)表保存打印等功能。
設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
ISO/IEC11801 《綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》
GA/T74-94 《中華人民共和國(guó)安全防范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
GA/T70-94 《中華人民共和國(guó)公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.6 《射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度》
GB/T17626.8 《工頻磁場(chǎng)的抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.10 《阻尼振蕩磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.11 《電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)》
GB/T17626.12 《振蕩波抗擾度試驗(yàn)》
GB/50171-92 《電氣裝置安裝工作盤柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》
GB/T13729-92 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/J63-90 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
GB/T15145-94 《微機(jī)保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》
GB/T13729 《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
DL/T630 《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》
GB/T13850 《交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測(cè)量變送器》
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(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)程》
GB2887 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》
項(xiàng)目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)是由智能測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及計(jì)算機(jī)設(shè)備等互聯(lián)布局而成。系統(tǒng)因項(xiàng)目規(guī)模不同、功能性能不同、重要程度不同、用戶投資水平不同,可采取不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但是無論采取何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都是采用了“站控管理層——網(wǎng)絡(luò)通訊層——現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層”的分層分布式設(shè)計(jì)思想。這種分層設(shè)計(jì),符合當(dāng)前通訊體系設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn),在每層都能相對(duì)地完成監(jiān)視控制功能,即可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方的監(jiān)視控制,也能夠在上層故障時(shí)不影響本層和下一層的功能?,F(xiàn)以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)為例,對(duì)該智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。
該項(xiàng)目數(shù)據(jù)字典如下:
綿陽(yáng)機(jī)械制造工藝研究所電力監(jiān)控系統(tǒng) | |||||||||
波特率:9600 | |||||||||
序號(hào) | 柜號(hào) | 回路編號(hào) | 回路名稱 | 儀表型號(hào) | 端口 | 儀表地址 | 變量名稱前綴(如電流) | PT | CT |
1 | 1AH | 1 | 電源進(jìn)線 | CDD-JB12 | COM6 | 2 | A1AH_Ia_ | 100 | 100 |
2 | 2AH | 2 | TM1 | CDD-JB24 | 3 | A2AH_Ia_ | 100 | 50 | |
3 | 3AH | 3 | TM2 | CDD-JB24 | 4 | A3AH_Ia_ | 100 | 50 | |
4 | 4AH | 4 | 生活區(qū) | CDD-JB12 | 5 | A4AH_Ia_ | 100 | 50 | |
5 | H | 5 | 備用 | CDD-JB12 | 6 | AH_Ia_ | 20 | 50 | |
7 | P101 | 2 | 進(jìn)線 | ACR220E/K | COM5 | 2 | D01_Ia | 1 | 600 |
8 | P102 | 3 | 電容補(bǔ)償 | PZ80-E4/K | 3 | D02_Ia | 1 | 400 | |
9 | P103 | 4 | 備用 | PZ80-E4/K | 4 | D03_Ia | 1 | 30 | |
10 | 5 | 620-2APE | PZ80-E4/K | 5 | D04_Ia | 1 | 80 | ||
11 | 6 | 620-1APE | PZ80-E4/K | 6 | D05_Ia | 1 | 120 | ||
12 | 7 | 門衛(wèi)室AME | PZ80-E4/K | 7 | D06_Ia | 1 | 15 | ||
13 | 8 | 620-3APE | PZ80-E4/K | 8 | D07_Ia | 1 | 40 | ||
14 | 9 | 備用 | PZ80-E4/K | 9 | D08_Ia | 1 | 30 | ||
15 | P104 | 10 | 620-1K-2-1 | PZ80-E4/K | 10 | D09_Ia | 1 | 160 | |
16 | 11 | 620-1K-1-1 | PZ80-E4/K | 11 | D10_Ia | 1 | 160 | ||
17 | P105 | 12 | 620-1APB2 | PZ80-E4/K | 12 | D11_Ia | 1 | 80 | |
18 | 13 | 620-1APB1 | PZ80-E4/K | 13 | D12_Ia | 1 | 160 | ||
19 | P106 | 14 | 620-1K-3 | PZ80-E4/K | 14 | D13_Ia | 1 | 60 | |
20 | 15 | 907辦公用電 | PZ80-E4/K | 15 | D14_Ia | 1 | 60 | ||
21 | 16 | 待建廢水處理池 | PZ80-E4/K | 16 | D15_Ia | 1 | 40 | ||
22 | 17 | 908辦公用電 | PZ80-E4/K | 17 | D16_Ia | 1 | 30 | ||
23 | 18 | 備用 | PZ80-E4/K | 18 | D17_Ia | 1 | 60 | ||
24 | P107 | 19 | 902-1辦公用電 | PZ80-E4/K | 19 | D18_Ia | 1 | 80 | |
25 | 20 | 903-1空調(diào)機(jī)組1 | PZ80-E4/K | 20 | D19_Ia | 1 | 80 | ||
26 | 21 | 903-1辦公室用電 | PZ80-E4/K | 21 | D20_Ia | 1 | 40 | ||
27 | 22 | 908辦公用電 | PZ80-E4/K | 22 | D21_Ia | 1 | 30 | ||
28 | 23 | 備用 | PZ80-E4/K | 23 | C22_Ia | 1 | 60 | ||
29 | P201 | 2 | 二號(hào)變壓器進(jìn)線 | PZ80-E4/K | COM4 | 2 | C01_Ia | 1 | 600 |
30 | P202 | 3 | 補(bǔ)償柜 | PZ80-E4/K | 3 | C02_Ia | 1 | 400 | |
31 | P203 | 4 | 聯(lián)絡(luò) | PZ80-E4/K | 4 | C03_Ia | 1 | 400 | |
32 | P204 | 5 | 620-1K-1-2 | PZ80-E4/K | 5 | C04_Ia | 1 | 160 | |
33 | 6 | 備用 | PZ80-E4/K | 6 | C05_Ia | 1 | 40 | ||
34 | 7 | 備用 | PZ80-E4/K | 7 | C06_Ia | 1 | 40 | ||
35 | 8 | 902-1辦公室 | PZ80-E4/K | 8 | C07_Ia | 1 | 60 | ||
36 | 9 | 620-1K-2-2 | PZ80-E4/K | 9 | C08_Ia | 1 | 160 | ||
37 | P205 | 10 | 620-1APB1 | PZ80-E4/K | 10 | C09_Ia | 1 | 80 | |
38 | 11 | 902-1空調(diào)機(jī)組B | PZ80-E4/K | 11 | C10_Ia | 1 | 80 | ||
39 | 12 | 903-1辦公用電 | PZ80-E4/K | 12 | C11_Ia | 1 | 80 | ||
40 | 13 | 903-2辦公用電 | PZ80-E4/K | 13 | C12_Ia | 1 | 80 | ||
41 | 14 | 620-1APA | PZ80-E4/K | 14 | C13_Ia | 1 | 80 | ||
42 | 15 | 備用 | PZ80-E4/K | 15 | C14_Ia | 1 | 40 | ||
43 | 16 | 待建藥庫(kù) | PZ80-E4/K | 16 | C15_Ia | 1 | 30 | ||
44 | 17 | 907辦公用電 | PZ80-E4/K | 17 | C16_Ia | 1 | 60 | ||
45 | P206 | 18 | 電能160 | PZ80-E4/K | 18 | C17_Ia | 1 | 80 | |
46 | 19 | 電能表 | PZ80-E4/K | 19 | C18_Ia | 1 | 60 | ||
47 | P207 | 20 | 620-4AC1 | PZ80-E4/K | 20 | C19_Ia | 1 | 80 | |
48 | 21 | 門衛(wèi)室 | PZ80-E4/K | 21 | C20_Ia | 1 | 20 | ||
49 | 22 | 620-3APE | PZ80-E4/K | 22 | C21_Ia | 1 | 80 | ||
50 | 23 | 620-2APE | PZ80-E4/K | 23 | C22_Ia | 1 | 120 | ||
51 | 24 | 620-1APE | PZ80-E4/K | 24 | C23_Ia | 1 | 80 |
針對(duì)上述現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示:
圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
硬件設(shè)備選型:
四川機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所主站層位于一層總值班室內(nèi),電力監(jiān)控系統(tǒng)的站控管理層設(shè)備具體包括:Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)工控機(jī)一套、打印機(jī)、UPS。負(fù)責(zé)將通訊管理層上傳的數(shù)據(jù)解包,進(jìn)行集中管理和分析,執(zhí)行相關(guān)操作、以及整個(gè)變配電系統(tǒng)的整體監(jiān)控。網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備的選型主要從兩個(gè)方面考慮,一個(gè)是用戶需求,功能實(shí)現(xiàn)方面;二是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,綜合項(xiàng)目的費(fèi)用來考慮的。針對(duì)這個(gè)項(xiàng)目來說,用戶的需求常規(guī),軟件功能實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)容易;現(xiàn)場(chǎng)情況比較簡(jiǎn)單,監(jiān)控點(diǎn)數(shù)比較少,所以網(wǎng)絡(luò)通訊層設(shè)備采用性價(jià)比高的4口帶隔離的通訊管理機(jī),既能滿足用戶要求,又能減低項(xiàng)目成本?,F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的選型,在本項(xiàng)目中主要從性價(jià)比考慮。兩路進(jìn)線選擇的是安科瑞生產(chǎn)的ACR220E/K網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無功功率,電度等。出線回路選擇的是安科瑞生產(chǎn)的PZ80-E4/K,它可以測(cè)量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無功功率,電度等。
系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn):
友好的人機(jī)交互界面
變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況;龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能;分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài),并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。
用戶管理
本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限,從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作,需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外,還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。
數(shù)據(jù)采集處理
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、開關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等),將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負(fù)荷zui大值、功率因子上下限等),并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。
趨勢(shì)曲線分析
系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析接口,通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì),方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
報(bào)表管理
系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式,系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)??勺詣?dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等,可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值,自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表,根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表,查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置;系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。
事件記錄和故障報(bào)警
系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能,包括事件發(fā)生的時(shí)間位置,當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息,對(duì)開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能,同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。
結(jié)束語(yǔ)
本文以機(jī)械設(shè)計(jì)制造研究所項(xiàng)目中Acrel-2000智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)的三層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心,分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)zui終實(shí)現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,便于維護(hù)人員明確設(shè)備運(yùn)行狀況,制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,減少工作人員,提高工作效率。它以較少的投資,大地提高了供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和自動(dòng)化水平。
參考文獻(xiàn):
1)上海安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品手冊(cè).2010.08版.
2)電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南 任致程、周中,中國(guó)電力出版社 2007.4
作者簡(jiǎn)介:董建鋒 男 1984年生 本科
任職單位:現(xiàn)任職于上海安科瑞電氣股份有限公司
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:徐霜 :
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