繆建梅
 

安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

摘要：本文主要介紹茅臺酒廠五期電力監(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)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：配電監(jiān)控；電力監(jiān)控系統(tǒng)；智能電力儀表

1 概述：

本文介紹的Acrel-2000系統(tǒng)是以計算機檢測和可編程技術(shù)研制的套適用于高、低壓配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)中央變電所、采區(qū)變電所的集中管理和無人值守，對于提高供電系統(tǒng)。系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟運行指標廣泛應用于電力、化工、防、建材、市政、學校、醫(yī)院、建筑、交通、冶金等行業(yè)。本文以茅臺酒廠新區(qū)（五廠）電力監(jiān)控為例加以介紹。

2 項目簡介

貴州茅臺酒廠集團由中貴州茅臺酒廠有限責任公司、貴州茅臺酒廠集團技術(shù)開發(fā)公司、貴州茅臺酒廠集團習酒有限公司、及其全資子公司、控股公司、參股公司等近 20 家企業(yè)構(gòu)成，集團所涉足的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域包括茅臺白酒、禮盒白酒、原漿酒、啤酒、葡萄酒、紅酒、證券、銀行、保險、物業(yè)、科研等。

為了加強茅臺酒廠新區(qū)用電的科學管理和提高電能的利用率，茅臺酒廠新廠需設(shè)計套電力監(jiān)控系統(tǒng)，此項目的監(jiān)控范圍為：主要針對茅臺酒廠新區(qū)專變的用電進行監(jiān)測，該監(jiān)測范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測2個專變內(nèi)4路變壓器出線回路、8路無功補償、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，安科瑞電氣股份有限公司于2010年11月承接了茅臺酒廠新廠系統(tǒng)集成工作，并根據(jù)變電所現(xiàn)場實際需求，為其選用了我司ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)設(shè)計方案

Acrel -2000符合的標準

本技術(shù)方案以現(xiàn)行家及電力行業(yè)的有效標準為依據(jù)，標未列入部分應參考IEC標準和規(guī)范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。

GB2887-2000 《計算站場地技術(shù)要求》

GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術(shù)條件》

DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》

DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

DL/T634-2002 《遠動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準》

DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端》

DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》

GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》

GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》

GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》

GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》

DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

IEC-61131-3 《圖形可編程標準》

4 Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

4.1 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠程設(shè)備運行狀態(tài)等數(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確的顯示給用戶，達到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

4.2 人機交互

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，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應實時運行參數(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。

4.3 運行負荷曲線

負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進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。

4.4 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。

4.5 遠程報表查詢

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。

報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。

4.6 歷時事件

歷時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。

4.7 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。可以通過用戶管理進行用戶登錄、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。

5 茅臺酒廠新區(qū)案例分析

本項目中，主要針對茅臺酒廠新區(qū)專變的用電進行監(jiān)測，該監(jiān)測范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測2個專變內(nèi)4路變壓器出線回路、8路無功補償、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，2個變電所具體為80米，采用屏蔽雙絞線將信號直接上傳至監(jiān)控值班室內(nèi)。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式，監(jiān)控中心值班室放置1臺主機，2臺通訊服務器、1臺UPS電源、1臺打印機及報警蜂鳴器等。本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；具體設(shè)備連接情況請見下圖（1）。

圖（1）

間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，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、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485通訊接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、在同時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。

6 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)功能模塊具體分為5塊，包括實時數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)負荷曲線、用電報表、用戶管理，以下介紹各模塊功能。

實時數(shù)據(jù)顯示功能主要根據(jù)茅臺酒廠新區(qū)配電系統(tǒng)次配電系統(tǒng)圖繪制而成，通過此圖使用者可清晰看出配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并能實時觀測系統(tǒng)用電情況，通過標注回路用途，使配電系統(tǒng)的走向更為清晰化，另外回路名稱可隨時根據(jù)用戶需要進行更改，但是此處設(shè)置了更改權(quán)限，需用戶登錄并正確輸入密碼后才可進行回路名稱更改，電壓、電流等常規(guī)電參量也可以在次示意圖界面上查看，下圖（2）為實時數(shù)據(jù)顯示界面：

圖（2）

負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進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（3）。

圖（3）

電參量報表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢供變電所內(nèi)所有出線回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）

圖（4）

用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示健身中心某段時間內(nèi)的各配電回路的用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。

圖（5）

事故報警和追憶：對于電氣值班人員來說，跳閘報警的實時性和準確性是非常重要的指標，電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶定制的報警功能主要針對配電室低壓回路斷路器的分合閘變位，通過報警窗口和外置音箱發(fā)出報警音提示值班人員低壓饋出回路斷路器發(fā)生了變位，根據(jù)報警窗口顯示的內(nèi)容，可以立即定位報警回路并進行響應，保障配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。見圖（6）

圖（6）

針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。通過用戶管理進行用戶登錄、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。

7 運行效果

在Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)應用之，整個廠區(qū)用電基本上靠人工來抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場的設(shè)備運行狀態(tài)也不能及時被值班人員掌控，增加了設(shè)備運行時的隱患。Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實時監(jiān)測；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；報警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況。通過報警窗口的應用，消除了電氣故障，使值班人員更加安全，整套工作的實施也更加人性化，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細的設(shè)備維護計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運營成本。

該系統(tǒng)經(jīng)過WEB發(fā)布之后，不但支持局域網(wǎng)瀏覽，對廣域網(wǎng)Internet 也樣適用。這也意味著茅臺酒廠管理人員可以通過廣域網(wǎng)實時查看新區(qū)所有生產(chǎn)用電情況和員工的工作情況。本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設(shè)備維護人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段。自該電力監(jiān)控系統(tǒng)投運以后，員工的考核有據(jù)可查，獎懲全部建立在完善的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，生產(chǎn)管理明顯改善，工廠的生產(chǎn)效率也得到了明顯的提高。軟件功能對生產(chǎn)管理者來說：其簡單，方便，快捷的滿足了對員工的管理；對生產(chǎn)線上的員工來說：其考核規(guī)則是公平，公正的。所以自系統(tǒng)運行以來，該軟件得到了公司員工的致好評。

ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供的是套完整的解決方案，具體用到生產(chǎn)管理當中時，還需要管理人員對數(shù)據(jù)進行深入的分析和挖掘只，有不斷的去運用這套系統(tǒng)，才能從中發(fā)現(xiàn)它更多的益處。

參考文獻

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作者簡介：

繆建梅，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電