安科瑞 繆凱倫

摘要：目前供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國(guó)各地的工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑、大型公共設(shè)施等用戶的急劇增加，對(duì)供配電的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。 本文介紹了基于Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在蘇州金閶中學(xué)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分散采集，集中管理的智能化變配電管理。   關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程抄表 網(wǎng)絡(luò)電力儀表 電能管理

0 引言

金閶中學(xué)座落在蘇州金閶新城區(qū)中心地塊，位于虎新路以北，新蓮路以西，中軸北路以東，規(guī)劃占地面積為48653平方米（約73畝），規(guī)劃建筑面積為39856平方米。校內(nèi)將建有行政圖書樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、藝體樓、師生餐廳和宿舍樓六大建筑群，并同連廊、小橋流水等江南風(fēng)格相融為一體，加上室外的天然運(yùn)動(dòng)場(chǎng)就構(gòu)建出了學(xué)校的主體。學(xué)校預(yù)計(jì)于2011年9月正式開學(xué)，將辦成一個(gè)三年16軌，共48個(gè)班級(jí)的公辦初級(jí)實(shí)驗(yàn)中學(xué)。學(xué)校在配電管理上，緊跟時(shí)代步伐，采用*智能化的Acrel3000的電能管理系統(tǒng)，做到集中管理、集中控制，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)抄表的煩瑣，具有投資少、簡(jiǎn)明實(shí)用、便于智能管理等優(yōu)點(diǎn)。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

蘇州金閶中學(xué)共有一個(gè)變配電室，整個(gè)配電系統(tǒng)主要有2臺(tái)10/0.4 kV配電變壓器和2排高壓進(jìn)線柜，共計(jì)62低壓4個(gè)10kV中壓進(jìn)出線柜，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)學(xué)校的電力供應(yīng)。本項(xiàng)目電能管理系統(tǒng)主要對(duì)變電所內(nèi)62個(gè)進(jìn)出線回路及10kV配電回路進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)實(shí)時(shí)遙測(cè)、電能計(jì)量、電能報(bào)表等功能。

其中低壓配電柜各進(jìn)出線回路安裝了上海安科瑞電氣股份有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的ACR220E網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有測(cè)量三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無(wú)功電能等多種電參量，并帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),帶RS485通訊接口。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 主要設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)

IEC870-1                    《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)總則一般原理和指導(dǎo)性規(guī)范》

IEC870-4                    《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)性能要求》

IEC870-5                    《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約》

DL 448-91                  《電能計(jì)量裝置管理規(guī)程》

ISO/IEC11801           《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

GB/50198-94             《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

2.2 設(shè)計(jì)功能

2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采設(shè)計(jì)了一套Acrel3000電能管理系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1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(jī)、打印機(jī)、UPS電源等；通訊系統(tǒng)包括通訊管理機(jī)、屏蔽雙絞線等；數(shù)據(jù)采集單元主要包括微機(jī)綜合保護(hù)裝置、ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。

2.2.2系統(tǒng)要求

整個(gè)配電管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的一次主設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙信。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)全部一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、計(jì)量、記錄、報(bào)警等功能。并與繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)掌握各種保護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化。

整個(gè)配電管理系統(tǒng)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)將整個(gè)配電系統(tǒng)各部分連接成一個(gè)有效的整體，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)分散數(shù)據(jù)的采集，到后臺(tái)數(shù)據(jù)集中分析最后反作用于配電系統(tǒng)的循環(huán)管理。

2.2.3系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集與管理

配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過(guò)現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、PT、CT及微機(jī)綜合保護(hù)裝置將現(xiàn)場(chǎng)各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測(cè)信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將所采集和處理過(guò)的信號(hào)經(jīng)屏蔽雙絞線上傳至通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級(jí)單元相互獨(dú)立的存在于整個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性及可用性。ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽雙絞線傳輸，接線簡(jiǎn)單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，傳輸距離為1.2km。

信息處理

對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)所采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)存儲(chǔ)。并通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年負(fù)荷及負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改；通過(guò)電能分時(shí)計(jì)量累計(jì)電費(fèi)，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)；通過(guò)邏輯運(yùn)算計(jì)算出設(shè)備正常、異常出現(xiàn)次數(shù)，存儲(chǔ)事故發(fā)生時(shí)間、原因。電能報(bào)表如圖2所示：

畫面顯示

19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測(cè)量值的實(shí)時(shí)信息。聲光提示報(bào)警信息、保護(hù)設(shè)備動(dòng)作及復(fù)位信息。實(shí)時(shí)畫面如圖3所示：

負(fù)荷趨勢(shì)

負(fù)荷趨勢(shì)曲線提供了某一段時(shí)間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢(shì)，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)存在故障隱患的設(shè)備及時(shí)提出整改，對(duì)不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖4所示：

事件報(bào)警

主要用于查看實(shí)時(shí)跳閘報(bào)警信息；幫助用戶進(jìn)行事故查詢可追憶；支持歷史查詢，打印等 功能。報(bào)警菜單欄下有2個(gè)功能按鈕，實(shí)時(shí)遙信報(bào)警，歷史遙信報(bào)警信息，事件記錄。實(shí)時(shí)報(bào)警信息和歷史報(bào)警信息查詢功能全部具備。如果有任何一個(gè)回路跳閘，實(shí)時(shí)報(bào)警信息中會(huì)及時(shí)展現(xiàn)哪一個(gè)回路跳閘，并且伴隨著報(bào)警警報(bào)，直至值班員過(guò)去處理并且清除報(bào)警才會(huì)停止報(bào)警。

5 3 結(jié)束語(yǔ)

Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在金閶中學(xué)項(xiàng)目上得以成功應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來(lái)越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實(shí)現(xiàn)配電室的無(wú)人職守成為現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)對(duì)各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。