安科瑞電力監控系統在山東俏家裝飾 新材料有限公司10kV配電工程的應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 概述

   江北新區智能電網調度中心項目位于天浦路以西、浦濱路以南地塊，總用地面積46畝，總建筑面積約10.6萬平方米，計劃投資總額6.8億元，由江北新區公共工程建設中心負責建設，建設內容為一座精裝修的智能電網調度管理中心，設有：辦公樓、機房、倉庫、食堂、維修車間、地下停車庫。該項目采用“一次設計，分期實施”的建設模式，一期工程建筑面積約3.79萬平方米，投資額3億元，于2017年9月開工，計劃2019年春節投入使用。

  本項目設置1座10kV中心站，1座10/0.4kV變電所，均位于一層；10kV中心站為兩進兩出帶聯絡，配置容量為3200kVA；10/0.4kV變電所設兩臺1600kVA變壓器，為本工程各電氣裝置及設備配電。計量方式采用高供高計，計量柜中有功電度表、電流互感器等應經供電部門確認，值班室設在10kV中心站內。本項目高壓部分采用單母線分段運行方式，正常時母聯開關斷開；當其中一路失電時，兩段進線開關和母聯開關互投手復，開關之間應具有電氣加機械聯鎖（三鎖二鑰匙）功能。高壓開關采用真空斷路器，直流操作；采用定時限過流保護，高壓開關柜應具備五防功能。低壓部分采用單母線分段運行方式，正常時母聯開關斷開；當其中一路失電時，兩段進線開關和母聯開關互投手復，開關之間應具有電氣加機械聯鎖（三鎖二鑰匙）功能，低壓進線柜處測量儀應具有諧波檢測功能。無功功率采用低壓側自動補償，功率因數達到0.95以上，具有過零自切、分相補償、諧波、無觸點等功能。進線和母聯開關均帶分勵與失壓脫扣器，出線開關均帶分勵脫扣器并按要求在部分出線開關做非消防電源切除。本工程設置變電所微機保護測控裝置，具有控制、測量、檢測和通訊功能，同時具有諧波檢測功能。

2 需求分析

本次針對南京江北新區智能電網調度管理中心一期10kV配電工程項目，需要達到如下要求以實現數據集中管理、分析處理。功能需求如下：

（一）針對每一配電回路，需要配置具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護的微機保護裝置，來確認供電系統運行。

（二）針對每一配電回路，需要配置可編程智能電測儀表，實時監測高精度的全電量參數。

（三）針對整個配電工程配置一臺電力監控系統，監控配電室的運行，其功能應包含：

（1）電壓、電流、功率、功率因數以及頻率等監測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。

（2）對回路的電能集中抄送功能，并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。

（3）對回路儀表進行實時通訊狀態顯示。

（4）多用戶權限管理，便于分級操作。

3 系統方案

根據本項目的實際需求，對每一面高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機保護裝置和PZ96可編程智能電測儀表，對每一面低壓柜配置了安科瑞PZ96可編程智能電測儀表。在監控主站配置一臺安科瑞Acrel-2000Z電力監控系統，將微機保護裝置、可編程智能電測儀表等數據上傳，實現對本項目變電站的控制和管理，為變電站安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

3.1 產品上圖方案

整個變電站的安科瑞電力監控解決方案如下：

• 高壓部分：

                3.2 10kV配電工程產品明細

 3.3 現場安裝圖

3.4 主站監控系統

監控系統主要實現對山東俏家裝飾新材料有限公司10kV配電的用電監控與管理。監控范圍為變電所的綜合保護裝置、智能儀表和直流屏。系統接入變電所的7臺AM微機保護，10只智能儀表以及1臺直流屏。485總線直接接入本變電所內數據采集器，再經過網線上傳數據至變電所值班室主機，從而在監控主機上實現總線上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

3.4.1 系統架構

• 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。主要是指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

• 網絡通訊層

通訊層主要是由數據采集器及總線網絡組成。數據采集器主要功能是監測現場多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無人值守的目的。

• 現場設備層

現場設備層是數據采集終端，主要由多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏組成，通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程監控。

3.4.2 微機保護裝置及多功能儀表現場連接示意圖

現場微機保護裝置以及多功能儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線（RVSP2*1.0）進行通訊連接，每根總線多連接微機保護數量5只，多功能儀表25只。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

4 系統功能

4.1 功能特點

本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

4.2 登錄界面

安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統配置、用戶管理等。

4.3 配電監測界面

安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數、電能等電參量信息，動態監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態，彈簧儲能狀態、手車位置狀態。下圖是變電所的配電監測界面。

4.4 通訊管理

安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備通訊情況進行管理、控制、數據的實時監測。例如配電系統維護人員可以通過監控系統的主程序右鍵打開通訊管理程序，然后選擇通訊控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通訊和數據情況。  

主要功能：具備完整的系統通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態，紅色狀態表示對應設備通訊正常，綠色狀態表示設備通訊異常。系統主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

4.5 電參量報表

安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統具有實時電力參數和歷史電力參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、順序事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢更新的記錄數據等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設備時間的運行參數，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據用戶要求導出PDF格式文件。下圖是歷史電參量的查詢曲線。

歷史曲線查詢

4.6 電能報表

安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統以豐富的報表體系支撐量體系的完整性。系統具備定時抄表匯總統計功能，用戶可以自由查詢自系統正常運行以來任意時間段內各配電節點的用電情況，即該節點進線用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

4.7 報警及事件

• 實時報警

實時報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名稱、越限的電參量、報警值等。

• 歷史報警

通過調節開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

5 結束語

在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的安科瑞Acrel-2000/Z電力監控系統在山東俏家裝飾新材料有限公司10kV配電工程的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出對話框、語音提示、短信報警deng，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，該系統運行安全、可靠、穩定，為解決用電問題提供了真實可靠的依據。