福建星網銳捷電力監控系統的設計與應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    摘要：介紹福建星網銳捷程電力監控系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量和開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現變電所配電回路用電的實時監控。

    0 概述

    福建星網銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創新科技，構建智慧未來”的經營理念，是國內領先的ICT應用方案提供商。2014年公司品牌價值132.13億元。2010年6月，星網銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為一家以自主創新打造核心競爭力的公眾公司。

    作為國家首批創新型企業，星網銳捷鍛造了以企業研究院為核心、開放合作的自主創新體系。星網銳捷現有員工7000余人，其中研發技術人員占公司總人數的40%以上，每年持續將10%左右的銷售收入投入研發，2014年研發投入達到5.4億元。作為國家首批技術創新示范企業，星網銳捷多次承接和入選國家火炬計劃、國家863計劃項目、國家核高基重大專項，形成大批具有國內和國際領先水平的核心技術，截止2015年6月，共申請專利1998項。

    基于強大的創新能力，星網銳捷在網絡通訊、交換機、云計算終端、瘦客戶機、支付POS、“桌面云”、無線接入、寬帶接入、統一通信、視頻信息應用等各產品領域均形成了獨特的領先優勢，同時也致力于在移動互聯網、云計算、物聯網、下一代網絡、智慧園區、大數據等新興應用領域為客戶帶來前瞻的應用解決方案，并成功進軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美國等市場，向全球客戶展示著“中國創造”的獨特魅力。

    本項目為福建星網銳捷變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對福建星網銳捷兩個變電所內的高壓柜、低壓配出線分別進行監控，以保證用電的安全、可靠和高效。

    Acrel-2000型低壓智能配電系統，充分利用了現代電子技術、計算機技術、網絡技術和現場總線技術的最新發展，對變配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。對配電系統的二次設備進行組網，通過計算機和通訊網絡，將分散的配電所的現場設備連接為一個有機的整體，實現電網運行的遠程監控和集中管理。

    1 系統結構描述

    本監控系統主要實現福建星網銳捷通訊股份有限公司兩個變電所的10/0.4kV配電系統進行用電監控。高壓部分監控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼WXH-831A和WCB-831A系列微機保護測控裝置；低壓部分監控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜。該高壓系統總計有7只微機保護測控裝置分一條總線直接接至串口服務器，低壓系統144只ACR330ELH和ACR220EL型號的多功能電力儀表，分7條總線，通過串口服務器采集處理數據，最后通過網線連接至值班室內監控主機上，實現總線上儀表與監控主機的數據連通。

    本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

圖（1）網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：微機綜合保護、多功能網絡電力儀表等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。 以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，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、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅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個設備，最大傳輸距離為1.2km。

    2 電力監控系統主要功能

    本項目針對這一個變電所的10/0.4kV配電系統進行用電監控；監控范圍為變電所內的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜及高壓側儀表進行遠程實時監控。

    進出線回路均采用ACR330ELH及ACR220EL多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網絡電力儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開關量輸入接點和繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化等領域。

    低壓回路實時監測，低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現顯示現場設備的運行狀態，主要包括：開關的分、合閘運行狀態和通訊故障報警；斷路器變位時會發出報警信號，提醒用戶及時處理故障。

圖（2）低壓配電二次圖

    遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態和負載進線監控，對開關變位和負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。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢功能。見圖（3）。

圖（3） 實時遙信報警信息

    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，具備數據導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據庫關聯，方便用戶修改回路名稱，見圖（4）。

圖（4） 電能報表

    系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（5）。

圖（5）系統通訊結構示意圖

    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。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（6）。

圖（6）趨勢曲線圖

    4 結束語

    隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹了Acrel-2000電力監控系統在福建星網銳捷的實行，可以實現對變電所高低壓配電回路用電的實時監控。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、負載越限具有彈出報警對話框及語音提示，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，為企業解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的經濟效益。［2］

    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].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 2011.10

    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<