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技術(shù)文章

新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校電力管理系統(tǒng)的研究及應用

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淮亞利

安科瑞電氣股份有限公司  上海 嘉定

摘要:介紹新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校,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)場總線通訊并遠傳至后臺,通過電力管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所和樓層配電箱配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

 

關(guān)鍵詞:學校;智能電力儀表;配電室;電力管理系統(tǒng); 

 

 

0 概述 

  新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校,又名:上海外國語大學附屬寶山雙語學校,位于上海市寶山區(qū)金池路295號。本次項目主要涉及新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校變電所10KV內(nèi)1#、2#變壓器,監(jiān)控主機位于地上一層的值班室。

 

1 需求分析

  寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校為保證教學用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電箱內(nèi)進線及出線回路進行電壓(U)、電流(I)、功率(P)等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(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行整改,建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。

 

2 系統(tǒng)方案

  安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校現(xiàn)場實際情況,整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至值班室的監(jiān)控主機,保障了電力管理監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。

系統(tǒng)拓撲圖

1)站控管理層

  站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。

2)網(wǎng)絡通訊層

  通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡組成。串口服務器主要功能是監(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,提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,達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器,經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),實現(xiàn)遠程控制。

3 系統(tǒng)功能

  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線和出線的運行參數(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:

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)運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控,對開關(guān)變位和負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。負載越限值在相應權(quán)限下可自由設(shè)置。       

  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)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校配電箱進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,可選擇時間段進行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。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,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

 

4 結(jié)束語

  本文介紹的電力管理系統(tǒng)在新建寶山工業(yè)園區(qū)九年一貫制學校的應用,可以實現(xiàn)對變電所及地下室樓層配電箱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)絡通訊功能,可以與串口服務器、計算機等組成電力管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示,并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定,為項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù),取得了較好的效益。

參考文獻:

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》, 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)計中的應用》,高士宏,科技風

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

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