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技術(shù)文章

Acrel-2000電力系統(tǒng)在嘉定新城保利家園商業(yè)用房的應(yīng)用

技術(shù)文章

淮亞利

 安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介紹嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房,采用智能電力儀表,采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

 

關(guān)鍵詞:嘉定新城;保利家園C12地塊二期;0.4KV配電室;10KV變電所;智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電力監(jiān)控系統(tǒng)。

 

 

0 概述 

    上海海嘉定投資約16億元,建設(shè)*旅游商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目——“臺(tái)北時(shí)尚風(fēng)情街",該購(gòu)物中心將分六大業(yè)態(tài),全部招商中國(guó)臺(tái)灣品牌入駐。位于保利家園C12地塊的臺(tái)北時(shí)尚風(fēng)情街是由保利置業(yè)打造的一條特色商業(yè)街,地下兩層,地上七層,商業(yè)總建筑面積約10.5萬(wàn)平方米,內(nèi)含精品商業(yè)、餐飲、綜合辦公等多種業(yè)態(tài)。

    嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房項(xiàng)目總建筑面積為128489平方米,主體建筑為地上5層,地下2層;局部高層為地上10層,地下2層,多層部分23.200米;塔樓部分41.750米,地上部分用于商業(yè),文化體育,地下部分用于商業(yè)、車庫(kù)及設(shè)備用房等;

    本次項(xiàng)目是為嘉定新城保利家園高低壓變配電所部分設(shè)計(jì)的的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

 

1 需求分析

    現(xiàn)場(chǎng)共有三座變配電室,分別為1#變配電室(10KV部分及0.4KV部分)、2#配電室(0.4KV部分)、35KV變電室(10KV部分及35KV部分)。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下:

電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新,并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值等信息。

對(duì)各回路的電流繪制趨勢(shì)曲線,便于分析該回路配電運(yùn)行工況。

對(duì)各回路的電能集抄功能,并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。

10KV高壓分合閘操作。

    本技術(shù)條件適用于嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房的變配電室。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,但不于此,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

 

2  系統(tǒng)方案

    監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)嘉定新城保利家園C12地塊二期商業(yè)用房變配電進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為1#變配電所T1、T2、T3、T4、T7、T8變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表,10KV部分綜合保護(hù)裝置;2#配電所的T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜儀表;35KV變電所10KV綜合保護(hù)裝置、35KV綜合保護(hù)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入1#變電所198只多功能電力儀表,分7條總線,10臺(tái)綜合保護(hù)裝置,分2條總線,總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備;接入2#變電所164只多功能電力儀表,分6條總線,總線直接接入本變電所內(nèi)采集設(shè)備;接入35KV變電所13臺(tái)綜合保護(hù)裝置,分5條總線,值班室位于35KV變電所隔壁,總線直接接入值班室內(nèi)采集設(shè)備,1#變電所、2#變電所采集設(shè)備通過光纖將數(shù)據(jù)上傳至值班室主機(jī),從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

 

    1)站控管理層

站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

    2)網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由NPORT5610-8(16)串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。NPORT5610-8(16)串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、綜合保護(hù)裝置;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

    3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表、綜合保護(hù)裝置組成,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(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

    智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

    現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5610-8(16),進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:

    低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度。

 

3  系統(tǒng)功能

    功能特點(diǎn)

    本系統(tǒng)采用全中文界面,操作簡(jiǎn)單方便;運(yùn)行穩(wěn)定可靠;系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示,模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示;系統(tǒng)提供了友好的人機(jī)交互界面,一切操作均可在界面上進(jìn)行,而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

    登錄界面

    為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如配電回路名稱修改等)。定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理提供可靠的安全保障。將用戶的級(jí)別分為操作工、工程師、系統(tǒng)管理員這三個(gè)等級(jí),每個(gè)等級(jí)可以單獨(dú)賦給不同的操作權(quán)限,包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報(bào)表管理。系統(tǒng)管理員為zui高等級(jí)用戶,高一級(jí)的用戶可以添加、刪除下一級(jí)別的用戶。

    監(jiān)控系統(tǒng)界面分為三塊,標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

    標(biāo)題界面中顯示當(dāng)前登錄用戶及系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間。

    系統(tǒng)界面中顯示當(dāng)前界面對(duì)應(yīng)各種參數(shù)。

 

    菜單切換界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個(gè)功能切換按鈕。不同的功能按鈕,可進(jìn)入相應(yīng)的功能界面。

    高壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

 

高壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面

    通過界面可以觀測(cè)高壓狀態(tài)下三相電壓,電流以及功率等電參數(shù)。界面上有“合閘"和“分閘"按鈕。若處于“合閘"狀態(tài),合閘按鈕禁止。此時(shí)如果需要分閘,點(diǎn)擊“分閘"按鈕,輸入口令,即可遠(yuǎn)程分閘。若處于“分閘"狀態(tài),分閘按鈕禁止。此時(shí)如果需要合閘,點(diǎn)擊“合閘"按鈕,輸入口令,即可遠(yuǎn)程合閘。

    低壓系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

 

低壓切換窗口

低壓系統(tǒng)圖

    此界面可以觀測(cè)進(jìn)線柜及各出線柜的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

詳細(xì)參數(shù)界面

    在“詳細(xì)參數(shù)"窗口內(nèi),可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括:三相電流,三相電壓,進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱,和出線回路的電流、回路名稱。

    當(dāng)選擇以“管理員"身份登錄系統(tǒng)后,可在系統(tǒng)一次圖中點(diǎn)擊回路名稱,直接對(duì)回路名稱進(jìn)行修改,修改后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)保存。系統(tǒng)圖中,各回路的通斷將通過紅綠色切換來(lái)表示,紅色表示回路接通,綠色表示回路斷開。

    通訊狀態(tài)

    實(shí)時(shí)顯示接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可在線診斷系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài),發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)能自動(dòng)在屏幕上顯示故障單元和故障部位。從而方便系統(tǒng)維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài),對(duì)出現(xiàn)異常的設(shè)備及時(shí)維護(hù),保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

通訊狀態(tài)圖

    此界面是高壓電路圖的通訊狀態(tài)。點(diǎn)擊“至1#變電所"和至“2#變電所"箭頭,可進(jìn)入變電所低壓系統(tǒng)系統(tǒng)。同時(shí)可以看到分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如果回路通訊正常,則顯示紅色,否則為綠色。

    電參量報(bào)表

    實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能,所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。在監(jiān)控畫面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、查詢的時(shí)間段或選擇查詢zui近更新的記錄數(shù)等,并通過報(bào)表方式顯示出來(lái)。該功能方便用戶進(jìn)行事故追溯查詢。

 

電參量報(bào)表功能

    設(shè)置需要查詢的時(shí)間,點(diǎn)擊查詢按鈕即可查詢歷史某時(shí)刻的各個(gè)回路的電參量報(bào)表。主要數(shù)據(jù)包括:三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率補(bǔ)償因數(shù)、電能。

    該報(bào)表包含所有的回路。幫助用戶了解每個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)運(yùn)行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定,電流越限,功率、功率因數(shù)是否符合要求。以此為依據(jù),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。

    報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時(shí)具備打印功能。點(diǎn)擊打印報(bào)表,按需要即可打印報(bào)表。

    電能報(bào)表

    以豐富的數(shù)據(jù)報(bào)表體現(xiàn)計(jì)量體系的完整性。系統(tǒng)具備各回路定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能,用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況,即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明,并在用電誤差偏大時(shí)可追溯,維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

電能報(bào)表功能

    用電量的管理以報(bào)表形式呈現(xiàn),該報(bào)表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行期間的任意時(shí)間段內(nèi)的各回路用電,每個(gè)進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi),可方便查詢。

    通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,,即可顯示此時(shí)間段內(nèi)的用電量。

    該報(bào)表可以以電子表格的方式導(dǎo)出,同時(shí)具備打印功能。

    電流曲線

    對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路(或重要負(fù)荷的出線)設(shè)計(jì)了電流勢(shì)曲線。便于配電維護(hù)人員及時(shí)掌握用電需求與負(fù)荷占比,確保供電可靠性,為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能,還可分析用能需量的增長(zhǎng)趨勢(shì),適時(shí)調(diào)整需量申報(bào),減少因需量偏差過大造成的多余繳費(fèi)。

電流曲線功能

    曲線圖表的X軸表示時(shí)間跨度,Y軸表示量程,選擇相應(yīng)的回路刷新曲線,可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示;

    電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

    報(bào)警及事件

    實(shí)時(shí)報(bào)警

    實(shí)時(shí)報(bào)警窗口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的遙測(cè)量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開,并一直隱藏在后臺(tái)。

    當(dāng)有電流或者電壓越限,并且觸及報(bào)警界*,“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警"窗口就會(huì)自動(dòng)彈出,并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息:回路名、越限的電參量、報(bào)警值等。

    歷史報(bào)警

    通過調(diào)節(jié)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間,即可查詢到過去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息,包括遙測(cè)報(bào)警和遙信報(bào)警,還包括具體的報(bào)警時(shí)間,報(bào)警類型,報(bào)警內(nèi)容等。

    系統(tǒng)事件

 

系統(tǒng)事件查詢功能

    此界面中,選擇“實(shí)時(shí)事件",可以查看當(dāng)前狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運(yùn)作情況,選擇“事件查詢",可以查詢?nèi)我鈺r(shí)刻的運(yùn)作情況。

    高壓光字牌

    具有高壓回路光字牌顯示功能。該功能可以實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)斷路器、接地刀、斷路器小車的位置及相關(guān)故障、告警信號(hào)等狀態(tài),從而方便配電維護(hù)人員及時(shí)掌握配電系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

 

高壓光字牌

 

4  結(jié)束語(yǔ)

    在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,變電所的配電安全性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在田林路200號(hào)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語(yǔ)音提示、短信報(bào)警燈,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為工廠解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的企業(yè)效益。

 

參考文獻(xiàn):

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[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

 

作者簡(jiǎn)介:淮亞利,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,:,,

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