徐霜
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
摘要：本文主要介紹了啟東東岳藥業有限公司采用Acrel-2000電力監控系統對低壓配電系統電機配電回路進行監測；系統通過安裝安科瑞電動機保護裝置實現對電機回路的保護及測控，同時通過系統通訊組網，實時掌握電機運行狀態并進行記錄，保證了電機設備運行的安全性、可靠性。
0 項目概述
啟東東岳藥業有限公司位于啟東濱江醫藥化工園，是江蘇省高新技術企業，2006年通過國家GMP認證，2011年通過國家GMP復審，占地二百多畝，已建有八個標準車間及1000多平方米的實驗室等。本項目針對啟東東岳藥業有限公司某車間60只電動機保護器的監控而設計，電動機保護器集中安裝在配電室，值班室設在車間。
1 用戶需求
系統應通過電動機保護裝置、通訊網絡和計算機軟件，實現公司電機在運行過程中的數據采集、運行監視、事故預警、事故記錄和分析、電機保護等，對電動機保護的有效性、運行維護和管理、設備的安全發揮積極作用。系統由主控層、通訊管理層和現場控制層構成。系統要求盡量減少集中采集數據的裝置以保證系統的通訊可靠性。
1.1產品要求
1）過載保護：電動機在過負載情況下，因長時間超過其額定電流運行，會導致電動機過熱，絕緣降低而燒毀，保護器根據電動機的發熱特性，計算電動機的熱容量，模擬電動機發熱特性對電動機進行保護。
2）欠載保護：當電動機所帶負載為泵式負載時，電動機空載或欠載運轉會產生危害，保護器提供欠載保護，當三相平均電流與額定電流的百分比低于設定值時，保護器應在脫扣（延時）設定時間內脫扣。
3）具有RS485通訊接口，符合MODBUS-RTU通訊協議。
1.2系統要求
1）數據采集及處理：通過間隔層單元實時采集現場各種模擬量；
2）畫面顯示：全部設備的位置狀態、變位信息、保護設備動作及復歸信息、各測量值的實時數據、各種告警信息、計算機監控系統的狀態信息；
3）記錄功能：具有對各種歷史數據的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。
4）報警處理：用戶可以按照自己的意愿分類、篩選報警，并將報警歸納于不同的報警窗口中，根據不同的報警級別，采用推出畫面、光顯示、條紋閃爍及不同聲音級別的音響進行報警；
5）維護功能：系統應具有完善的維護功能，允許系統管理工程師在線對該系統進行診斷、管理、維護和擴充；
6）應具有完善的用戶管理功能，避免越權操作；
2 設計原則引用標準
2.1 設計原則
1）開放性：本系統中將涉及到不同廠商的設備技術，以及系統的擴展需求，在本項目的產品技術選型中，避免采用專有技術，從而使系統的軟硬件平臺具有充分的開放性.
2）先進性：系統的軟硬件平臺建設、應用系統的設計開發以及系統的維護管理所采用的產品技術均綜合考慮當今技術發展趨勢，采用相對先進同時市場相對成熟的產品技術，以滿足系統未來的發展需求.
3）高性能：系統設計應從服務器處理能力、網絡帶寬傳輸能力、軟件系統效率等角度綜合分析，合理設計結構、使系統具有足夠的處理能力，以適應大數量量數據處理和用戶訪問需求，保障系統服務質量。
4）安全性：系統對安全性問題予以高度重視，從操作系統層，網絡層，應用層每個層次都有相應的措施以解決傳輸安全，系統安全和信息安全的需求。
5）可靠性：系統應從系統結構、網絡結構、技術措施、設備選型等方面綜合考慮，以確保系統中沒有單故障節點，實現7X24不間斷服務。
6）擴展性：在本系統中，所有的網絡、服務器、存貯、應用軟件的設計遵循可擴充的原則，以實現隨著需求的發展而擴展。系統采用模塊化結構，具有很好的兼容性和可擴充性，即可使不同的廠商的設備和系統集成到同一個平臺中，又可使系統在日后可以根據用戶需求方便地擴展。
2.2 引用標準
1）ISO/IEC11801《國際綜合布線標準》
2）GB/50198《監控系統工程技術規范》
3）GB50052-2009《供配電系統設計規范》
4）GB50054-2011《低壓配電設計規范》
5）DL/T 698.1-2009《第1部分：總則》
6）DL/T 698.2-2010《第2部分：主站技術規范》
7）DL/T 698.31-2010《第3.1部分：電能信息采集終端技術規范-通用要求》
8）DL/T 698.35-2010《第3-5部分：電能信息采集終端技術規范-低壓集中抄表終端特殊要求》
9）DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
10）DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
11）DL/T 698.41-2010《第4-1部分：通信協議-主站與電能信息采集終端通信》
12）DL/T 698.42-2010《第4-2部分：通訊協議-集中器下行通信協議》
3 解決方案
本項目解決方案為：配電室內安裝的60臺ARD2F電動機保護器，分為4根RS485總線連接至串口服務器，串口服務器上行以太網接入電力監控系統后臺主機。
3.1 現場設備層
現場設備層儀表主要包括：安科瑞ARD2F電動機保護裝置。
3.2 網絡通訊層
通訊介質：ARD2F采用屏蔽雙絞線通過RS485總線方式接入串口服務器；串口服務器上行網線接入后臺電力監控系統。
3.3 站控管理層
站控管理層是針對配電網絡的管理人員，該層直接面向用戶。該層也是系統的最上層部分，主要是由電力系統軟件和必要的硬件設備如計算機、打印機、UPS等。其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過數據傳輸協議讀取前置機采集的現場各類數據信息，自動經過計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況，并可接受管理人員的操作命令，實時發送并檢測操作的執行狀況，以保證供用電單位的正常工作；電能計量管理功能設計各種符合用戶的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進行計量，用戶只需查找打印即可，極大的方便了操作，提高了工作效率。系統結構拓撲圖如下：
4 系統功能
4.1配電監測
安科瑞Acrel-2000電力監控系統具備友好的人機界面，可查看個配電回路電動機保護器運行參數及故障狀態。主要數據包括：三相電流，三相電壓，功率、電機狀態。當選擇管理員身份登錄系統后，可在系統一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱進行修改，修改后系統會自動保存，在此界面在此界面可查看電動機保護器的詳細參數。電機控制圖可查看各電機的三相電流路，電機啟動運行狀態，在管理員登陸狀態下可對電機進行控制。
4.2負荷曲線
安科瑞Acrel-2000電力監控系統對配電系統總進線回路（或重要負荷的出線）設計了負荷趨勢曲線。便于配電維護人員及時掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢。
4.3電參量報表
安科瑞Acrel-2000電力監控系統具有對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實時數據庫。在監控畫面中能夠自定義需要查詢的參數、查詢的時間段或選擇查詢最近更新的記錄數等，并通過報表方式顯示出來。該功能方便用戶進行事故追溯查詢。
4.4遙測實時及歷史報警
安科瑞Acrel-2000電力監控系統具備遙信報警配置功能，系統能夠對遙測量報警信號進行實時監測并報警。系統報警時能夠進行信息語音提示，自動彈出報警畫面。系統能夠對遙測報警數據進行存儲，方便用戶對系統報警事件進行追溯查詢
4.5用戶權限管理
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。
5 結束語
隨著用戶端配電智能化管理需求的提高，電力監控系統的應用已成為發展趨勢。本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在啟東東岳藥業有限公司電力監控系統項目中的應用，實現了對啟東東岳藥業有限公司的電動機配電回路的保護，同時對系統進行組網并集中監控。系統對采集數據的進行分析、處理，實時顯示各監控設備的運行使用狀況、告警狀態，并生成各種報表、分析曲線、圖形等，便于管理者進行設備管理和運行維護。該系統運行安全、可靠、穩定，為后期電力系統及設備的維護提供了科學的依據。
參考文獻
[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6
作者簡介
徐霜，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司<