電力監控系統在上海浦江雙輝大廈的應用

    摘要：介紹上海浦江雙輝大廈配電系統及電能管理系統，采用智能電力儀表和微機保護采集配電現場的各種電參量和開關信號。系統組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電力監控與電能管理系統實現建筑電力監控的能耗管理及Acrel-3000型系統所實現的功能，為樓宇電力監控與電能統計數據，為節能提供決策依據。

    0  概述

    上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年8月承接了上海浦江雙輝大廈的電力監控與電能管理系統，上海浦江雙輝大廈位于浦東南路東側，銀城中路北側，工程占地面積約24140 m2由兩幢高度為208米塔樓組成，建成后將成為陸家嘴地區首座“雙子樓”。

    浦江雙輝大廈監控部分有1個35kv配電室， 1#、2#、3#、4#、5#5個配電室分10kv高壓和0.4kv低壓。35kv配電室有高壓電力儀表、綜保和2臺變壓器溫控儀，另外5個配電室有10kv高壓電力儀表和綜保，0.4kv低壓部分有電力儀表和22臺變壓器溫控儀。35kv和1#配電室分布在A棟的B2層，2#配電室分布在B棟的B2層，3#配電室分布在A棟的33樓，4#配電室分布在B棟的33樓，5#配電室分布在A棟的B4層。針對浦江雙輝大廈的實際情況，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，實現電網設備運行的遠程監控和集中管理。

    設計的電力監控與電能管理系統具備全電參量測量、開關量狀態監測以及電能計量與電能質量管理等功能。設計中充分體現系統的可用性、先進性、方便性、安全性、可靠性、可擴展性及系統性價比的合理性。

    1  項目立項的意義

    浦江雙輝大廈對高壓部分電力參數的監控和變壓器三相溫度的監測的要求比較高，值班室人員一天要6次巡查變壓器溫控儀的溫度和一些電力參數且變壓器分布于6個不同的變電所里。這樣費時費力又不能實時的反應一些緊急狀況。低壓部分由600左右的回路組成，如果要抄電能那是一個不小的任務。使用該系統能夠帶來如下優點：

    1）像浦江雙輝這樣的儀表分布的比較散，沒有電力監控和電能管理系統之前只能通過人力去跑上跑下的去抄表，查看電力參量，這樣對于抄表人員來說是個費時費力，而且也不能及時的掌握第一手信息。使用系統后后臺值班監控人員只需在值班室就能實時準確的監控到每個表的運行情況，和表所測量的各個電參量，實時的進行抄表，省時省力，快速及時的掌握用電情況。

    2) 對于浦江雙輝在一些主要回路上的電力儀表根據監控系統，可以實時的監控它們的運行情況，如電壓、電流、有功，無功，功率因數等，系統可以對它們進行設置一個預警值，只要回路上的電參量達到或接近時系統就會對值班人員進行報警，比如發現一些短路問題，電流過大等，就使得值班人員可以及時的去解決問題如關閉或安排專業人員去修。

    3)系統有對歷史數據的對比分析，這樣方便管理人員發現其中的問題實施一些有針對性的方案，如一些電參量突然變化的表，就要去看它是否正常工作或實際是否是這樣，這樣可以及時發現潛在故障，減少設備維護費用，延長設備使用壽命；提高運行管理效率，減少運行維護人員工作量。

    4）通過數據分析，使管理者合理有效地利用設備，減少不必要設備添置，避免了資源浪費，精簡值班人員數，及時發現電能消耗異�，F象，采取有效措施進行設備改造或補償，以避免電能損耗，這樣下來節約大量資金。通過對資源的充分利用，強調高效率、低能耗、低污染，達到節約能源、保護環境的可持續發展的目標。

    5)系統可以直觀而形象的反映出在哪個位置的哪個表的電力參數，方便技術人員分辨出來，簡潔明了的操作界面讓操作人員方便操作。

    6) 通過實時監控可以使值班人員及時發現問題及時處理問題，如在不需要用電的時間地點時可以不用電，智能電力儀表的電力參數不穩定時可以不用等情況，這樣一來可以減少用電量，節約成本。

    7) 系統具有曲線、報表分析，曲線、報表打印功能，這樣管理者在進行分析決策時就有了依據。

    8）該系統具有良好的開放性，可以方便的與大廈中中其他相關系統和智能裝置進行通信，如：樓宇自控系統（BAS）和火災自動報警系統等，實現自動化系統間相互通訊和信息共享。

    2  項目的設計方案

    上海安科瑞電氣股份有限公司為浦江雙輝項目設計的電力監控及電能管理系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層組成。

    現場設備層主要的設備為：多功能電力儀表、微機保護裝置、變壓器溫控儀。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，通過現場屏蔽雙絞線進行組網通訊，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為采集現場設備層中的儀表數據，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。{page$}

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。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。

    各智能電力儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器。然后35kv配電室、1#配電室高低壓部分和5#配電室高低壓部分通過網線直接與值班室的工業交換機相連， 3#高低壓部分通過光纜直接與值班室的工業交換機相連，4#高低壓部分通過光纜先連到2#配電室，再和2#高低壓部分一起通過光纜一起連到值班室的工業交換機。最后工業交換機通過網線連到值班室的兩臺主機。

    由于該項目電力儀表較多，故采用2套系統的方式實現，一臺主機監控管理在A棟的配電室，另一臺監控管理在B棟的配電室。

    本系統采用分層分布式計算機網絡結構如下圖所示：

    3  系統實現的的過程

    實現系統的過程：首先通過數據量的采集把我們需要的數據量保存到我們的歷史和實時數據庫，在我們系統上把需要實時顯示的數據量在界面上實時刷新的顯示出來；需要查詢和分析過去的歷史記錄的數據，通過我的各種查詢報表和分析曲線等一些形象的界面反應給值班人員；系統中設置報警，把一些重要的操作量動作時和一些重要數據量異常時進行報警；系統中設置針對值班室內不同級別的用戶，設置不同的權限來進行操作管理，防止因人為誤操作或人為破壞給生產帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。

    這樣下來我們的系統就完成了，下圖為1#配電室變壓器溫度信息及狀態表。

    4  項目實施后的綜合分析

    浦江雙輝項目在施工調試中，發現了一些問題，如：在調試綜保過程中發現幾只綜保的一些開關量和實際情況不符，反應了安裝過程中接線有問題；在低壓部分，后臺監控時一部分儀表合閘了且有電流，但這些表是分閘的，去現場查看時在儀表上的顯示燈也是分閘的，反應了安裝過程中的問題；在低壓部分有些儀表的有功功率等一些電參量為負，反應了接線問題。故通過我們在系統調試這個項目600多個智能儀表通訊時，我們可以幫助電力值班人員快速及時準確的發現這些儀表是否安裝正確 ，顯示的值是否準確。在調試過程中幫助用戶檢驗了他們所采購的設備的完好和安裝正確性。

    系統的完成，讓電力值班人員的抄表任務輕松了，節約了抄表時間，提高了抄表積極性。

    5  結束語

    Acrel-3000電力監控系統及電能管理系統具有實用性、安全性、系統的實時性、穩定性、可擴展性、易維護性。隨著計算機信息技術的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監控及低壓配電管理使得實現配電室的無人職守真正成為現實。該系統在浦江雙輝大廈的應用，實現了在值班室遠程監控了6個配電室的各種通訊儀表，對采集的數據進行顯示，處理，并生成報表、圖形、曲線等，便于值班人員的分析與定時查詢所需要的數據。

    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<