徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

    摘要：介紹安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集分布在6個變電所的AM系列的綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表，系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對變電所配電回路電力參數(shù)和用電的實時監(jiān)控和管理。

    0 概述

    東北第一大站哈爾濱西站按一站兩場設(shè)計一次建成，哈大客專聯(lián)絡(luò)線、哈牡城際鐵路、哈佳新線引入西場；哈大客專引入東場并與哈齊四線貫通東場，設(shè)到發(fā)線11條，旅客站臺6座，西場設(shè)到發(fā)線7條，旅客站臺4座，總計為18個站臺22線，設(shè)東西兩個廣場，綜合樓建筑面積將達(dá)到7萬平方米。站內(nèi)擁有高架候車室、貴賓室等現(xiàn)代化候車區(qū)。整個站舍區(qū)域東邊到工電路、南北以站場中心為基點，各向南北400米內(nèi)擴(kuò)延。同時哈爾濱西站將規(guī)劃東西兩個廣場，以東廣場為主，設(shè)置公交停車場、出租停車場、長途客運站和社會停車場。西廣場設(shè)計了公交、出租和社會停車場點。

    安科瑞電氣股份有限公司于2013年10月承接哈西客運站10KV變電所,10KV東廣場A變電所,10KV東廣場B變電所,10KV東廣場C變電所,10KV東廣場D變電所,10KV西廣場變電所6個配電室6套電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實施，供配電系統(tǒng)圖如圖1所示下：

圖（1） 供配電系統(tǒng)圖

    1.客戶需求

    本工程主要是設(shè)計長橋街道集宿樓電能管理系統(tǒng)，監(jiān)控范圍為現(xiàn)場6個變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表，系統(tǒng)應(yīng)通過多功能表計、通訊網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)軟件，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)在運行過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算、電能抄表、報表生成等，根據(jù)其實際情況提出以下需特別注意的需求：

    1）集中采集AM系列的綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表的數(shù)據(jù)并在一次系統(tǒng)圖界面顯示。

    2）SOE事件記錄，實時記錄發(fā)生的電流速斷保護(hù)、電流限時速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等保護(hù)事件并可查詢。

    3）遙信報警查詢功能，對開關(guān)分合閘位置、彈簧儲能、小車開關(guān)工作位置和試驗位置、接地刀位置等開關(guān)量的變化實時記錄并提供歷史查詢功能。

    4）負(fù)荷趨勢曲線，對配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路設(shè)計了負(fù)荷趨勢曲線。便于配電維護(hù)人員及時掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢，適時調(diào)整需量申報。

    根據(jù)用戶需求，需要對現(xiàn)場變配電所通過現(xiàn)場總線進(jìn)行組網(wǎng)并建立電力監(jiān)控系統(tǒng)（主要是數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控），在控制中心值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺，對6個變電所實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

    2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層，項目組網(wǎng)圖如下，現(xiàn)場6個變電所高低壓回路的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場總線連接至串口服務(wù)器，然后通過以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，顯示和上傳，如圖（2）所示：

圖（2）10KV東廣場D變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為：AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備分散安裝在同各配電室的電氣柜內(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(wù)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(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。

    建設(shè)完成后的AM系列綜合測控裝置和PZ系列多功能儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，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、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。

    3 案例分析

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)河北省玉田信用社辦公樓變電所5個回路配電實時監(jiān)測、分析及管理，監(jiān)控范圍如下表1所示：

表1 監(jiān)測點位分布表

    根據(jù)其改造的回路，系統(tǒng)可實時顯示一次回路運行狀況，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：線電壓、電流、功率、功率因數(shù)、等電參量。見圖（3）

圖（3） 軟件一次系統(tǒng)圖

    系統(tǒng)監(jiān)控現(xiàn)場所有點的通訊狀態(tài)，紅色綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監(jiān)測點通訊狀態(tài)，如圖4：

圖（4） 通訊狀態(tài)圖

    遙信報警查詢功能，對開關(guān)分合閘位置、彈簧儲能、小車開關(guān)工作位置和試驗位置、接地刀位置等開關(guān)量的變化實時記錄并提供歷史查詢功能，見圖（5）。

圖（5） 遙信報警查詢

    遙測報警功能，主要完成對直變和主變負(fù)載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能，見圖（6）。

圖（6）歷史遙測報警信息

    SOE事件查詢功能，可對發(fā)生的電流速斷保護(hù)、電流限時速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序過流一段保護(hù)、負(fù)序過流二段保護(hù)等發(fā)生的保護(hù)事件進(jìn)行查詢?nèi)鐖D（7）所示：

圖（7） SOE事件歷史查詢

    參數(shù)抄表功能，主要所有回路的電參數(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。電參數(shù)主要包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率和有功電度。如圖（8）所示。

圖（8） 參數(shù)抄表

    用電量報表功能，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。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。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（9）所示：

圖（9） 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（10）。

圖（10）電流趨勢曲線圖

    4 結(jié)束語

    1）本系統(tǒng)于2014年6月完成現(xiàn)場調(diào)試，順利通過用戶驗收并投入運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，至今未出現(xiàn)任何故障，得到用戶好評。

    2）本項目的成功實施表明：本項目的技術(shù)方案是科學(xué)的、合理的、可行的。

    3）本系統(tǒng)采用高低配電的集中監(jiān)控，達(dá)到了預(yù)期的效果，電力監(jiān)控軟件運行界面滿足了用戶需求，并有效降低了設(shè)計和施工成本。

    作者簡介：

    徐霜，女，漢族，本科，工程師，從事智能電網(wǎng)用戶端能效管理解決方案工作<