北京某工業(yè)園配電室改造電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

摘要：介紹北京某工業(yè)園配電室改造電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過無線路由器無線通訊傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電回路用電的實時監(jiān)控和電能管理。

1 概述

北京某工業(yè)園占地1300畝，規(guī)劃建設(shè)100萬平方米。

本次項目針對北京某工業(yè)園配電室改造電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理及客戶實際要求，需要對某工業(yè)園工業(yè)園區(qū)內(nèi)的多個配電室所有配電回路進(jìn)行電力監(jiān)測及電能的管理，以保證用電的清晰、安全、可靠。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本項目主要實現(xiàn)某工業(yè)園配電室進(jìn)出線用電監(jiān)控與電能管理；該系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域有中四配電室86臺多功能儀表、中一配電室67塊多功能儀表、東一配電室87塊多功能儀表、東三配電室48塊多功能儀表、北一配電室70塊多功能儀表、中試北配電室73塊儀表、中試南配電室73塊儀表多功能儀表、西四配電室79塊多功能儀表及獨棟配電室51塊多功能儀表。各配電室有一臺集中采集器，采集器通過集中采集現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)后再通過無線路由器通過4G把各分配電室的數(shù)據(jù)傳輸到值班室監(jiān)控主機(jī)上，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與設(shè)備層。

設(shè)備層主要為多功能網(wǎng)絡(luò)儀表，儀表采用RS485通信方式實現(xiàn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器，其主要功能是把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層設(shè)有：高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

3 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

3.1數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集主要由多功能儀表采集各配電回路的電參量及開關(guān)量等，串口服務(wù)器再通過總線把儀表內(nèi)的數(shù)據(jù)傳到后臺監(jiān)控主機(jī)上。需要完成采集的信號包括：三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電度等電參量及設(shè)備運行狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

3.2人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。

3.3歷史事件

歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。

3.4數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

3.5用戶權(quán)限管理

針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

3.6運行負(fù)荷曲線

負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

3.7遠(yuǎn)程報表查詢

報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。

4 案例分析

北京某工業(yè)園配電改造電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控范圍為園區(qū)內(nèi)各區(qū)低壓配電室中的所有進(jìn)出線回路。

低壓配電系統(tǒng)模擬一次圖見圖（1），功能有電量遙測，主要監(jiān)測運行設(shè)備的電參量，其中包括：三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

圖（1） 配電系統(tǒng)模擬一次系統(tǒng)圖

參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。見圖（2）。

圖（2）電參量報表

電能報表功能，可選擇時間段進(jìn)行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了準(zhǔn)確可靠的電能報表，詳見圖（3）。

圖（3）電能報表

負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（4）。

圖（4）負(fù)荷趨勢曲線

5? 結(jié)束語

通過Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在北京某工業(yè)園配電室改造項目上的應(yīng)用可以讓我們認(rèn)識和了解電力監(jiān)控系統(tǒng)主要由計算機(jī)監(jiān)管層、通信網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)管理層三部分組成。

電力監(jiān)控系統(tǒng)中需要監(jiān)測的電力儀表分別分布在若干個變電所內(nèi)，比較分散，通訊管理機(jī)的作用就是將區(qū)域內(nèi)電力儀表通過RS485總線網(wǎng)絡(luò)完成本地采集和處理，通過網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)。

監(jiān)控服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)接口收集數(shù)據(jù)，一個系統(tǒng)可以用于分布管理區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控數(shù)據(jù)。

監(jiān)控站采用通用工業(yè)監(jiān)控計算機(jī)，操作系統(tǒng)采用windows操作系統(tǒng)，軟件在計算機(jī)上24小時運行，它不單記錄，而且還同時記錄各種告警數(shù)據(jù)

各種數(shù)據(jù)和運行日志被記錄于標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫中，支持現(xiàn)有的各種辦公軟件直接生成相應(yīng)的報表。

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