劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定

摘要：介紹北汽瑞麗汽車(chē)10KV配電工程的電力監控系統，系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)Acrel-2000型電力監控系統實(shí)現變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和電能管理。采用智能電力儀表采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。

關(guān)鍵字：電力監控系統；北汽；Acrel-2000；智能電力儀表； 

0 引言

  隨著(zhù)數字化技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多新型、智能的用電設備涌入了人們的生活，但是各種設備引起的電磁干擾問(wèn)題也隨之而來(lái)，例如電壓突變、頻率偏差等，電壓不平衡度、諧波干擾等電能質(zhì)量問(wèn)題也越發(fā)嚴重，這些問(wèn)題不僅在定程度上降低了設備的整體效率，還對整個(gè)供電系統的純凈度和穩定性造成了影響，這是必須要關(guān)注并要解決的問(wèn)題。

Acrel-2000是利用智能電力監測裝置，結合現場(chǎng)總線(xiàn)及以太網(wǎng)通信技術(shù)，運用計算機和軟件技術(shù)，綜合構成的電力監控系統。采用分布式的網(wǎng)絡(luò )結構，實(shí)現了對企業(yè)配電終端的管理，實(shí)現了對高低壓系統等設備的實(shí)時(shí)監控采集分析電力數據。

1 項目概述及建設目標

  北汽云南瑞麗汽車(chē)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“北汽瑞麗公司”）成立于2013年12月20日，由北汽集團、景成集團共同投資組建，以建設年產(chǎn)能15萬(wàn)輛的北汽云南汽車(chē)產(chǎn)業(yè)基地為目標，規劃建設整車(chē)項目、部件項目、倉儲物流項目、綜合配套項目?；匚挥诩翌?lèi)口岸—瑞麗畹町經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區芒滿(mǎn)通道側，項目總占地近2000畝，計劃總投資36億元。項目次規劃，分階段實(shí)施。期規劃年產(chǎn)能5萬(wàn)輛，產(chǎn)品涵蓋符合中西南區及緬甸等東南亞家市場(chǎng)需求的交叉車(chē)型微卡、微面等汽車(chē)；二期規劃年產(chǎn)能10萬(wàn)輛乘用車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)及部件、物流配套設施。2013年12月25日舉行項目奠基后按規劃有序推進(jìn)實(shí)施，預計2015年底可出汽車(chē)產(chǎn)品，2016年實(shí)現批量投產(chǎn)。

  本項目通過(guò)對北汽瑞麗汽車(chē)配電房?jì)鹊?0KV配電柜內的綜保進(jìn)行實(shí)時(shí)數據采集，并通過(guò)數據處理后實(shí)時(shí)顯示次圖狀態(tài)以及各用電回路的電壓、電流、功率等信息，利用各回路的用電量定制電能報表。

2 電力監控系統的設計

  在監控系統的設計中，要充分考慮客戶(hù)的實(shí)際需求，以及電力系統的實(shí)際結構、電力系統的實(shí)際載荷能力等因素，進(jìn)而合理的選擇監控設備，這既有利于減少系統運作的成本，同時(shí)也有利于系統功能的實(shí)現。本項目的電力監控系統，可以實(shí)現對10KV的配電回路的實(shí)時(shí)監控，實(shí)現電網(wǎng)運行的遠程監控和集中管理。另方面，電力監控系統還具備網(wǎng)絡(luò )通訊等功能，能夠與計算機、串口服務(wù)器等設備進(jìn)行組合，及時(shí)的顯示站內各個(gè)配電回路的運作狀態(tài)，當站內電力系統的負載越標時(shí)，電力監控系統能夠迅速報警，發(fā)出語(yǔ)音提示。另外，電力監控系統還能夠生成報表、曲線(xiàn)圖等統計信息，便于有關(guān)人員分析站內各部分的用電狀況，使站內的用電活動(dòng)更加，從而保證站內人員的生命，提高車(chē)站工作人員的工作效率。

 2.1 系統結構

  北汽瑞麗汽車(chē)10KV電力監控系統建設采用分層分布式結構，系統包括：站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層、現場(chǎng)設備層。系統網(wǎng)絡(luò )結構如圖所示：

  站控管理層管理人員與計算機進(jìn)行人機交互的直接窗口，對采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況，是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS電源等組成。

  通訊層使用的設備為串口服務(wù)器。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場(chǎng)設備回送的數據信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和傳送等工作的同時(shí)，轉達上位機對現場(chǎng)設備的各種控制命令。

現場(chǎng)設備層主要是連接于網(wǎng)絡(luò )中用于電參量采集測量的各類(lèi)型的安科瑞PZ72L-E4/C儀表，也是構建該配電系統必要的基本組成元素?，F場(chǎng)配置居正的電能表，實(shí)現低壓回路三相電流、三相電壓、頻率、功率、四象限電能等電參量監測；并對每個(gè)回路斷路器分合閘狀態(tài)進(jìn)行監測。

2.2 網(wǎng)絡(luò )設計

  電力監控系統中的網(wǎng)絡(luò )系統能夠及時(shí)的對數據進(jìn)行傳輸，并迅速傳遞操作指令，是實(shí)現電力監控系統各項功能的基礎。把現場(chǎng)每個(gè)設備就地與總線(xiàn)連接，之后在把各條總線(xiàn)全部接入串口服務(wù)器，來(lái)實(shí)現與主機的傳遞。

  本項目的網(wǎng)絡(luò )設計為：每個(gè)配電房?jì)仍O計個(gè)數據采集箱，電力儀表通過(guò)RS485總線(xiàn)接入數據采集箱內的數據采集器，通過(guò)光電轉換器轉換為光信號，通過(guò)光纖傳輸到值班室內，再通過(guò)值班室內的光電轉換器接入站控層內的監控主機。

2.3監控系統軟件功能設計

  系統依據客戶(hù)實(shí)際需求進(jìn)行設計，并實(shí)現了次主接線(xiàn)圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄；系統運行異常監測；故障報警及操作記錄；報表查詢(xún)與打??；系統負荷實(shí)時(shí)、歷史曲線(xiàn)，用戶(hù)權限管理等主要功能。

2.3.1數據的采集與處理

  數據采集主要包括模擬量以及開(kāi)關(guān)量的采集。模擬量的采集主要是對線(xiàn)路電壓、電流、功率、功率因數、頻率等信息進(jìn)行采集，開(kāi)關(guān)量的采集則主要是對斷路器的工作狀態(tài)，以及斷電保護、運行故障等報警信息進(jìn)行采集，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)顯示。數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

2.3.2數據報表統計

  電力監控系統以豐富的數據報表體現計量體系的完整性。系統具備各回路定時(shí)抄表匯總統計功能，用戶(hù)可自由查詢(xún)自系統正常運行以來(lái)任意時(shí)間段內各配電節點(diǎn)的用電情況，即該節點(diǎn)進(jìn)線(xiàn)用電量與各分支回路消耗電量的統計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可追溯，維護計量體系的正確性。

2.3.3電流曲線(xiàn)查詢(xún)

  電力監控系統對配電系統總進(jìn)線(xiàn)回路（或重要負荷的出線(xiàn)）設計了負荷趨勢曲線(xiàn)。便于配電維護人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統負荷占比，確保供電可靠性，為用戶(hù)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(cháng)趨勢，適時(shí)調整需量申報，減少因需量偏差過(guò)大造成的多余繳費。其次，電力監控系統的數據記錄功能也包括對故障信息的記錄，即對故障發(fā)生時(shí)的實(shí)時(shí)電流、實(shí)時(shí)電壓等數據進(jìn)行記錄存儲。電力監控系統能通過(guò)管理人員對電壓、電流及功率的設置，從而實(shí)時(shí)監測配電情況，是否出現短路或者超負荷等情況，便于工作人員解決。

2.3.4用戶(hù)權限管理

  電力監控系統為了本項目系統穩定運行，用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱(chēng)修改）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行維護管理通過(guò)可靠的保障。

3建設電力監控系統的意義

  系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)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(huà)框及語(yǔ)音提示，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究。該系統運行、可靠、穩定，為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的經(jīng)濟效益。 隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全各地重點(diǎn)工程項目、工業(yè)企業(yè)等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在北汽瑞麗汽車(chē)的應用，可以實(shí)現對變電所10KV配電回路用電的實(shí)時(shí)監控與電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò )通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監控系統。  

參考文獻：

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作者簡(jiǎn)介：劉細鳳，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司