安科瑞電力監控系統在布爾科技 有限公司蘇米圖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

    天津布爾科技有限公司于2014年在天津濱海高新區正式成立，是一家面向智能產業的；以為企業提供軟硬件系統研發、生產、配套、售后等智能化解決方案為主營業務；尤其針對汽車生產制造企業，擁有多種成熟、完整的產品及解決方案；公司現擁有員工100余人，管理人員10人，市場部人員10人，技術工程師70余人。

  該項目主要為用戶側蘇米圖地區項目新建10kV預制艙三座，規劃供電總容量為3150kVA*30=94500kVA，共計裝機容量94500kVA。每個10kV預制艙分為四段母線，均采用單母線接線方式，其中，布爾科技蘇米圖項目供電電源接于蘇米圖110kV變電站至用戶高壓預制艙內。預制艙內高壓開關柜選用KYN28A-12型開關柜，共設進線柜10面、出線柜20面、PT柜10面、站變柜2面，共計52面；開關柜內斷路器選用VS1-12型真空斷路器，額定電流選擇1250A，開斷電流31.5kA；電流互感器選用干式互感器，型號為LZZBJ9-10，進線電流互感器變比選擇800/5，出線電流互感器變比選擇200/5。二次設備艙內設置一套獨立的微機監控系統；二次保護選用集于一體的微機保護單元，保護具有速斷過流、過負荷、油變超溫跳閘、重瓦斯跳閘保護功能；二次艙內設置一套獨立的直流系統，直流容量選用200AH，設直流電池屏二面，電池選用免維護鉛酸蓄電池，電池電壓為2V，選用104只電池，整流模塊按3*10A配置，選用高頻整流模塊，同時設置微機型接地檢測裝置。

2 需求分析

本次針對布爾科技蘇米圖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，需要配置帶有無線測溫功能的智能操控裝置，實時監測開關柜內的溫度。

（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，對每一高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機保護裝置和ASD320智能操控無線測溫一體裝置，其中針對柜內接點測溫這一要求，配置了ATE300型無線測溫傳感器。在監控主站配置一臺安科瑞Acrel-2000電力監控系統，將微機保護裝置、智能操作裝置、多功能電力儀表等數據上傳，實現對本項目變電站全的方位控制和管理，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

整個系統由1#預制艙電力監控子系統、2#預制艙電力監控子系統、3#預制艙電力監控子系統、主站組成。根據需求分析， 以1#預制艙（共四段母線）為例，整個變電站的安科瑞電力監控解決方案如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 1#預制艙產品明細

柜號	產品型號/名稱	數量
1#電源進線	AM5SE-F 線路保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
1#PT柜	AM5-U1 PT監測裝置	1
	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發器	1
1-1#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
1-2#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
1-3#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
1-4#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
2#電源進線	AM5SE-F 線路保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
2#PT柜	AM5-U1 PT監測裝置	1
	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發器	1
2-1#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
2-2#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
2-3#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
2-4#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
3#電源進線	AM5SE-F 線路保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
3#PT柜	AM5-U1 PT監測裝置	1
	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發器	1
3-1#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
3-2#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
4#電源進線	AM5SE-F 線路保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
4#PT柜	AM5-U1 PT監測裝置	1
	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發器	1
4-1#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
4-2#變壓器	AM5SE-T 變壓器保護裝置	1
	ASD320-P9 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	9
	ATC300 收發器	1
站用變	ASD320-P3 智能操控裝置	1
	ATE300 無源無線溫度傳感器	3
	ATC300 收發器	1

3.3 主站監控系統

監控系統主要實現對布爾科技蘇米圖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、智能操控裝置和直流屏。系統接入1#預制艙、2#預制艙和3#預制艙共50臺AM微機保護，52只智能操控裝置以及3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。

3.3.1 系統架構

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

系統網絡拓撲圖

• 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智能操控裝置、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，主要由智能操控裝置、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。

3.3.2 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智能操控裝置以手拉手方式通過屏蔽雙絞線（RVSP2*1.0）進行通訊連接，每根總線連接微機保護數量5只。具體連接示意圖如下所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通訊線路連接示意圖

3.3.3 系統配置

序號	名稱	型號、規格	單位	數量	備注
1	工控機	IPC-510MB/501G2(10串口,雙網口) /G1620  /2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研華鍵盤+光電鼠標	臺	1	研華
2	顯示器	19"液晶顯示器 分辨率 1600*900	臺	1	DELL
3	8口串口卡	CP-138U-I   串口標準： RS-422/485 (PCI插槽 帶隔離)	只	1	MOXA
4	音箱	R19U	臺	1	漫步者
5	電力監控軟件	系統組態軟件Acrel-2000Z	套	1	安科瑞
6	UPS電源	C1K/1KVA 塔式  (SANTAK)	臺	1	SANTAK，山特
7	打印機	HP 1108 A4幅面	臺	1	惠普，甲供
8	操作系統	WINDOWS7  64位簡體中文旗艦版	套	1	微軟，甲供
9	操作臺	鋼制結構 1.2米	臺	1

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。以下是三個預制艙的配電監測界面以及溫濕度顯示界面。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1#預制艙監測界面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2#預制艙配電監測界

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3#預制艙配電監測界面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

溫濕度顯示界面

4.4 通訊狀態

安科瑞Acrel-2000電力監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構；可在線診斷設備通訊狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現場各設備的通訊狀態，及時維護出現異常的設備，保證系統的穩定運行。

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

網絡拓撲圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通訊狀態圖

4.5 電參量報表

安科瑞Acrel-2000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。

4.6 電能報表

安科瑞Acrel-2000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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

事件窗口

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電力監控系統在布爾科技有限公司蘇米圖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。