趙娜1
1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：介紹洋河酒廠藍領公寓，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及樓層用戶各種電參量。系統(tǒng)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-3000型電能管理系統(tǒng)實現變電所配電回路、樓層用戶用電的實時監(jiān)控和管理。
關鍵詞：洋河酒廠;藍領公寓;0.4KV變電所；智能電力儀表;Acrel-2000/3000型;電能管理系統(tǒng)
0 概述
本工程為江蘇洋河酒廠股份有限公司陽光水岸工程1#宿舍樓，泗陽"陽光水岸"工程1#宿舍樓位于江蘇省泗陽經濟開發(fā)區(qū)內，北側為文城路，東側為長江路，南側為天津路，西側為規(guī)劃道路，為經濟開發(fā)區(qū)的核心區(qū)域。本項目總建筑面積約為 21386平方米，地上19層，地下2層，建筑總高度為67.40米。
我司承接本項目的電能管理系統(tǒng)，實時采集變電所多功能儀表及樓層用戶終端電能計量表的數據，用于分析、管理用戶的用電情況，以便于用戶對樓層用電情況的實時了解。
1、需求分析
本電能管理系統(tǒng)的實施，在以下各方面達到預定的目標：
1）在現有的基礎條件上，加裝電能管理系統(tǒng)；
2）掌握變電所、各終端用戶電力設備運行情況；
3）系統(tǒng)內部能夠實現統(tǒng)的監(jiān)控平臺，能夠得到系統(tǒng)內部全部參數的實時數據；對整個供配電系統(tǒng)的智能化管理，能夠對供配電系統(tǒng)中所有電氣設備的運行狀態(tài)進行安全、可靠、準確地實時監(jiān)視，實現系統(tǒng)故障、異常實時報警并具有故障追憶功能。
4）對電能管理系統(tǒng)中各種狀態(tài)監(jiān)測、歷史數據生成報表，系統(tǒng)可以設計和管理多種報表樣式，實現日、月、年報表管理；
5）能夠加強用電負荷控制和電能成本統(tǒng)計分析、匯總。
6）提供分時計費的功能，提高電能統(tǒng)計數據的精度與實時性；
7）使設備化運行，降低維護成本；
8）有效控制電能消耗成本；
9）提高電氣系統(tǒng)運行管理效率；
10）數據記錄和故障數據記錄；
11）提高電力管理系統(tǒng)運行管理效率，大幅提升管理水平；
12）實現故障信息報警報警查詢，可以設置預報警信號和故障報警信號，通過聲光、界面等方式提示用戶，待用戶確認后復位，并可以提供報警信息打印功能。
13）強大的用戶管理功能，系統(tǒng)記錄各管理員運行記錄、操作記錄等，并設置多級用戶，分別賦予不同權限以及相應密碼，確保操作安全。實現各變電站無人或少人值班；
14）實現電能質量分析功能，對各回路電壓、電流各次諧波（2-31次）以及總諧波進行分析。
2、系統(tǒng)方案
監(jiān)控系統(tǒng)主要實現對江蘇洋河酒廠藍領公寓變電所0.4kV配電及終端用戶進行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變電所T1、T2變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜及變壓器柜進行遠程實時監(jiān)控和電能管理，終端用戶的遠程實時數據采集、處理、分析、顯示。系統(tǒng)于變電所內接入72只多功能電力儀表，分5條總線，于樓層強電井內接入396只終端計量儀表，分為18條總線，總線直接接入值班室內采集設備，從而在監(jiān)控主機上實現總線上儀表與監(jiān)控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
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拓撲圖（）
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拓撲圖（二）
1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。
2）網絡通訊層
通訊層主要是由兩臺NPORT5610-16串口服務器、協(xié)議隔離轉換器、以太網設備及總線網絡組成。NPORT5610-16串口服務器主要功能是監(jiān)測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達到了無人值守的目的。
3）現場設備層
現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網，實現遠程控制。
智能儀表現場連接示意
現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在20只左右，然后將數據上傳至串口服務器NPORT5630-16，進而將數據上傳至當地監(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：
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低壓進線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規(guī)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。
用戶側采用終端計量儀表DDSD1352-FC,能夠測量單相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數等。
3、系統(tǒng)功能
功能特點
系統(tǒng)開機后會通過點擊相應的快捷方式圖標，即可進入操作系統(tǒng)和電能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。
登錄界面
點擊桌面上的“洋河酒廠電能管理系統(tǒng)”軟件開始運行。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入對應的密碼，點擊登錄按鈕，才可進入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控數據，否則無法查看。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有zui高權限。
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進入監(jiān)控系統(tǒng)界面后，會發(fā)現整個界面分為三塊，標題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。
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在標題界面中，將顯示當登錄用戶及系統(tǒng)當時間。
菜單切換界面
在軟件窗口zui底部是菜單切換界面，該界面排布的按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。
通過點擊不同的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。
配電監(jiān)測界面
配電監(jiān)測功能
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點擊“配電監(jiān)測”按鈕，會出現7個菜單欄。選擇“變電所次圖”會出現上圖。樓層次圖和上圖類似。
可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，電能。在母線（既圖中橫線）上方數字（如：1#-1）代表開關柜
當選擇以“管理員”身份登錄系統(tǒng)后，可在系統(tǒng)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(tǒng)會自動保存。系統(tǒng)圖中，各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示，紅色表示回路接通，綠色表示回路斷開。
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點擊每條回路的“詳細參數”會出現上圖。參數包括:三相電壓，三相電流，線電壓，有功，無功，視在，功率因數，電流曲線和電壓棒圖。樓層次圖由于儀表為單相DDSD1352，采集量已全部顯示，無需詳細參數顯示。
通訊狀態(tài)
通訊狀態(tài)功能
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點擊菜單欄的“通訊狀態(tài)圖” 。
進入通訊狀態(tài)后，能夠看到整個系統(tǒng)的分布式網絡結構，該系統(tǒng)具有網絡診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網絡通訊狀態(tài)，出現網絡故障時，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。
電參量報表
電參量報表功能
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點擊菜單欄上的“電參量統(tǒng)計”。選擇相應的選項，即彈出以上窗口，可查詢各回路電參量。
設置需要查詢的時間，點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數、電能。
該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運行中是否出現電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數是否符合要求。以此為依據，對系統(tǒng)進行好的管理和化。
該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。
電能報表
電能報表功能
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點擊菜單欄上“電能統(tǒng)計”。
用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統(tǒng)運行期間的任意時間段內的各回路用電，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在張表內，可方便查詢。
通過調節(jié)開始時間和結束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內的用電量。
該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。
電流曲線
電流曲線功能
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點擊配電系統(tǒng)圖對應回路上的“趨勢曲線” 。
選擇個回路后，回路名稱會在窗口上方顯示。曲線圖表的X軸表示時間跨度，Y軸表示量程。點擊“刷新曲線” ，可顯示選定回路的天和七天的歷史曲線顯示；點擊“搜索曲線” ，通過調節(jié)“開始時間”可顯示過去天和七天時間段內的選定回路的電流趨勢曲線。通過修改“鼠標縮放” ，可任意放大選定區(qū)域內的曲線。
電流曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。
報警及事件
實時報警
遙測實時報警功能
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實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并直隱藏在后臺。
當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。
歷史報警
報警歷史查詢功能
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點擊“報警查詢，選擇“遙測歷史報警”。進入上圖界面
在歷史報警界面中點擊查詢按鈕，通過調節(jié)開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。
系統(tǒng)事件
系統(tǒng)事件查詢功能
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點擊“報警查詢”按鈕，選擇“事件記錄”
可以查看當狀態(tài)下系統(tǒng)的各部分運作情況，選擇“事件查詢”，可以查詢任意時刻的運作情況。
用戶管理
點擊菜單欄的“用戶管理”、“用戶登錄”、“用戶注銷”。
系統(tǒng)為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關的功能。“用戶登錄”可以實現登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置” ，修改所有用戶的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。
4 結束語
在當今配電設施的應用中，宿舍樓的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在江蘇洋河酒廠的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)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(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，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(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業(yè)效益。
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. 中電力出版社. 2007. 4
[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
作者簡介：趙娜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電量傳感器設計。
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