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變電所的5塊AM系列的綜合測控裝置。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網的方式，組網后通過現(xiàn)場總線通訊遠傳至監(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。

    1.概述

    該項目地下一層，地上十五層，占地面積為14086.41平方米，總建筑面積15423.36平方米。其中地上建筑面積為12000平方米，地下建筑面積為3423.36平方米。地上建筑面積中主樓建筑面積為10049.21平方米，包括服務總臺、各部門經理室和辦公室、檔案室、宿舍和接待室、會議室等；附屬建筑面積為1950.79平方米，包括：營業(yè)大廳、自助銀行服務區(qū)、封閉柜臺服務區(qū)等。

    安科瑞電氣股份有限公司于2013年10月承接河北省玉田信用社辦公樓配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實施，配電系統(tǒng)共有10路10kV回路，電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測其中的1#進線柜、1#變壓器柜、母聯(lián)柜、2#變壓器柜、2#進線柜共5個回路，配電系統(tǒng)一次圖如圖1所示下：

圖（1） 配電一次系統(tǒng)圖

    2.客戶需求

    現(xiàn)場66個電壓回路的儀表和6塊燃氣表分布在同一地點，改造前所有數(shù)據(jù)依靠人工統(tǒng)計，無法保證數(shù)據(jù)的正確性和統(tǒng)一性，對用電管理帶來很大的不便，根據(jù)其實際情況提出以下需求：

    1.集中采集5塊AM系列的綜合測控裝置的數(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、電流限時速斷保護、過電流保護、過負荷保護等保護事件并可查詢。

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

    4.負荷趨勢曲線，對配電系統(tǒng)總進線回路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(tǒng)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，適時調整需量申報。

    根據(jù)用戶需求，需要對現(xiàn)場變配電所通過現(xiàn)場總線進行組網并建立電力監(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設置監(jiān)控平臺，對5個回路實時監(jiān)測、統(tǒng)計、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

    安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)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(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網運行的遠程監(jiān)控、集中管理。

    3. 系統(tǒng)結構描述

    本系統(tǒng)采用分層分布式結構進行設計，即站控管理層、網絡通訊層和現(xiàn)場設備層，項目組網圖如下，現(xiàn)場5個高壓回路的AM系列綜合測控裝置經RS485現(xiàn)場總線連接至串口服務器，然后通過以太網傳輸至現(xiàn)場監(jiān)控主機，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）電力監(jiān)控系統(tǒng)網絡拓撲圖

    間隔設備層主要為：AM系列綜合測控裝置，分別對應相應的一次設備分散安裝在同一配電室的電氣柜內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)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(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：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    建設完成后的AM系列綜合測控裝置均采用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。

    4 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，對開關分合閘位置、彈簧儲能、小車開關工作位置和試驗位置、接地刀位置等開關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（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、電流限時速斷保護、過電流保護、過負荷保護、接地保護、負序過流一段保護、負序過流二段保護等發(fā)生的保護事件進行查詢如圖（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。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

    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（9）。

圖（9）電流趨勢曲線圖

    5 結束語

    1）本系統(tǒng)于2013年12月完成現(xiàn)場調試，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：本項目的技術方案是科學的、合理的、可行的。

    3）本系統(tǒng)采用10KV配電的集中監(jiān)控，達到了預期的效果，電力監(jiān)控軟件運行界面滿足了用戶需求，并有效降低了設計和施工成本。

    作者簡介：

    徐霜，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供配電<