溫剛

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

 

摘要：介紹上海大世界電力監控系統，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配電回路用電的預付費報警、實時監控和電力監控。

關鍵詞：上海大世界   電力監控系統    無人值守  配電維護  智能配電系統  配電自動化

0  概述
  上海“大世界”位于西藏南路、延安東路交叉口。始建于1917年，創辦人是黃楚九。以游藝雜耍和南北戲曲、曲藝為其特色，12面哈哈鏡成了"大世界"獨有的吸引物。建國后曾改名“人民游樂場”，1958年恢復原名，1974年改名“上海市青年宮”，1981年1月25日大世界復業，定名為“大世界游樂中心”。“大世界”是上海最大的室內游樂場，素以游藝、雜耍和南北戲劇、曲藝為特色。
  本項目為上海大世界電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對低壓出線回路進行電力監控，以保證用電的透明、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，將分散在樓層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，輔助預付費售電管理。

1  系統結構描述
  本監控系統主要實現上海大世界的0.4kV配電所配電系統進行用電監控，監控范圍為33臺電力儀表ACR220EL，共2條總線，分別接入三個串口服務器，在主樓設置后臺進行監控管理及收費管理，兩個輔樓通過采集箱局部組網后經光纖通訊接入后臺。
  本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與設備層；

圖（1） 網絡拓撲圖

  設備層主要為：多功能網絡電力儀表ACR220EL。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并儲存數據，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互，在后臺斷電的情況下可以實現斷點續傳功能。
  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。
  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
  上海大世界電力監控系統為變電所低壓配電系統的管理，本項目針對這及樓層配電箱的0.4kV配電和進行電力監控。
2.1  數據采集與處理
  數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態等數據。

圖（2）系統通訊結構示意圖

 

  數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。
2.2  人機交互
  系統提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，顯示配電系統設備狀態及相應實時運行參數，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續記錄顯示等。

圖（3）低壓配電一次圖

2.3  歷史事件
  歷史事件查看界面主要為用戶查看曾經發生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

圖（4） 參數報表

2.4  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。

圖（5） 電能報表

 

2.5  數據庫建立與查詢
  主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
2.6  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。

圖（6） 實時遙信報警信息

2.7用戶權限管理
  針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。

3 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，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在上海大世界保護及修繕工程的應用，可以實現對配電所配電的實時監控與電力監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與數據管理機、計算機等組成電力監控系統。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，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。

 

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：溫剛，男，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    Email: 2880157863@qq.com手機：18702111736  QQ:2880157863