呼和浩特蒙古族學(xué)校項目電力監控系統的研究與應用

摘要：采用多功能電力儀表采集變電所內10KV及0.4KV配電回路的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-2000型電力監控系統實(shí)現配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)校用電監控 ;變電所 ;無(wú)線(xiàn)測溫；Acrel-2000;電力監控系統;

0 概述

呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校位于內蒙古呼和浩特市，占地面積232畝,總建筑面積為13.38萬(wàn)平方米，總變配電室設置在地下車(chē)庫內?？傋兣潆娛覂裙灿?5面10KV高壓配電柜和3臺變壓器，變壓器后方29面0.4KV低壓配電柜，合計共有3面低壓進(jìn)線(xiàn)柜，3面電容柜，1面母聯(lián)柜和112路低壓出線(xiàn)回路。值班室位于總變配電室隔壁。

1 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對現場(chǎng)的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率、溫度以及各開(kāi)關(guān)量信號等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)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(dòng)抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。

數據采集

自動(dòng)采集現場(chǎng)所有10KV回路微機保護及0.4KV回路多功能儀表的模擬量數據，自動(dòng)采集現場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數據，自動(dòng)采集無(wú)線(xiàn)測溫傳感器的實(shí)時(shí)數據。

支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。

支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。

數據實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線(xiàn)圖直觀(guān)顯示模式，各回路故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。

數據查詢(xún)與展示

要求能方便實(shí)現各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)。

數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權限管理

要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

系統要求具備合理完善的用戶(hù)安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

故障報警

故障判斷與報警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括現場(chǎng)多功能儀表與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所配電回路的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案

安科瑞Acrel-2000系統根據呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所現場(chǎng)實(shí)際情況，9臺微機保護通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)接入到網(wǎng)絡(luò )層交換機，131臺多功能儀表以及4臺無(wú)線(xiàn)測溫就地顯示壁掛式主機采用屏蔽雙絞線(xiàn)分8根總線(xiàn)接至8口的通訊管理機上，再由網(wǎng)絡(luò )傳輸至后臺主機，保障了變電所電力監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

系統結構拓撲圖

1）站控管理層

站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目中主要指置于變電所監控室的監控主機。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

通訊層主要是由以總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成?？偩€(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現現場(chǎng)微機保護、無(wú)線(xiàn)測溫就地顯示壁掛式主機及多功能儀表與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無(wú)人值守的目的。

3）現場(chǎng)設備層

現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由10KV配電柜上的微機保護裝置、無(wú)線(xiàn)測溫傳感器和配套的就地顯示壁掛式主機以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，各智能設備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

微機保護裝置及低壓電力儀表現場(chǎng)連接示意

現場(chǎng)微機保護裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接微機保護數量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線(xiàn)路連接示意圖

3  系統功能

配電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所內所有配電回路的運行狀態(tài)。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路10KV配電柜及低壓進(jìn)出線(xiàn)回路的運行參數和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率等。

配電一次圖界面

歷史曲線(xiàn)查詢(xún)功能，主要對配電回路的歷史電壓、電流趨勢曲線(xiàn)進(jìn)行查詢(xún)。

電壓趨勢曲線(xiàn)

用電量報表功能，可查詢(xún)各回路用能日報表，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。如下圖所示，用戶(hù)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：

系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

系統支持對10KV配電柜斷路器的遙控分合閘操作，同時(shí)為保證操作的可靠性，軟件實(shí)現了兩級確認后才能實(shí)現對應斷路器的遙控分閘和遙控合閘。

遙控操作界面

4  結束語(yǔ)

在當今配電設施的應用中，學(xué)校建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目的應用，可以實(shí)現對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進(jìn)出線(xiàn)回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框、報警聲音提示，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了學(xué)校建筑的用電可靠度。

參考文獻：

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[2].周中等編著(zhù). 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監控與電能管理系統產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10