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6個(gè)變電所的AM系列的綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表，系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺(tái)，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所配電回路電力參數(shù)和用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

    0 概述

    東北第一大站哈爾濱西站按一站兩場(chǎng)設(shè)計(jì)一次建成，哈大客專聯(lián)絡(luò)線、哈牡城際鐵路、哈佳新線引入西場(chǎng)；哈大客專引入東場(chǎng)并與哈齊四線貫通東場(chǎng)，設(shè)到發(fā)線11條，旅客站臺(tái)6座，西場(chǎng)設(shè)到發(fā)線7條，旅客站臺(tái)4座，總計(jì)為18個(gè)站臺(tái)22線，設(shè)東西兩個(gè)廣場(chǎng)，綜合樓建筑面積將達(dá)到7萬平方米。站內(nèi)擁有高架候車室、貴賓室等現(xiàn)代化候車區(qū)。整個(gè)站舍區(qū)域東邊到工電路、南北以站場(chǎng)中心為基點(diǎn)，各向南北400米內(nèi)擴(kuò)延。同時(shí)哈爾濱西站將規(guī)劃東西兩個(gè)廣場(chǎng)，以東廣場(chǎng)為主，設(shè)置公交停車場(chǎng)、出租停車場(chǎng)、長途客運(yùn)站和社會(huì)停車場(chǎng)。西廣場(chǎng)設(shè)計(jì)了公交、出租和社會(huì)停車場(chǎng)點(diǎn)。

    安科瑞電氣股份有限公司于2013年10月承接哈西客運(yùn)站10KV變電所,10KV東廣場(chǎng)A變電所,10KV東廣場(chǎng)B變電所,10KV東廣場(chǎng)C變電所,10KV東廣場(chǎng)D變電所,10KV西廣場(chǎng)變電所6個(gè)配電室6套電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，供配電系統(tǒng)圖如圖1所示下：

圖（1） 供配電系統(tǒng)圖

    1.客戶需求

    本工程主要是設(shè)計(jì)長橋街道集宿樓電能管理系統(tǒng)，監(jiān)控范圍為現(xiàn)場(chǎng)6個(gè)變電所高低壓回路的AM系列綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表，系統(tǒng)應(yīng)通過多功能表計(jì)、通訊網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算、電能抄表、報(bào)表生成等，根據(jù)其實(shí)際情況提出以下需特別注意的需求：

    1）集中采集AM系列的綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表的數(shù)據(jù)并在一次系統(tǒng)圖界面顯示。

    2）SOE事件記錄，實(shí)時(shí)記錄發(fā)生的電流速斷保護(hù)、電流限時(shí)速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)等保護(hù)事件并可查詢。

    3）遙信報(bào)警查詢功能，對(duì)開關(guān)分合閘位置、彈簧儲(chǔ)能、小車開關(guān)工作位置和試驗(yàn)位置、接地刀位置等開關(guān)量的變化實(shí)時(shí)記錄并提供歷史查詢功能。

    4）負(fù)荷趨勢(shì)曲線，對(duì)配電系統(tǒng)總進(jìn)線回路設(shè)計(jì)了負(fù)荷趨勢(shì)曲線。便于配電維護(hù)人員及時(shí)掌握用電需求與供電系統(tǒng)負(fù)荷占比，確保供電可靠性，為用戶單位的用能權(quán)益提供保障。借助該功能，還可分析用能需量的增長趨勢(shì)，適時(shí)調(diào)整需量申報(bào)。

    根據(jù)用戶需求，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變配電所通過現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行組網(wǎng)并建立電力監(jiān)控系統(tǒng)（主要是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控），在控制中心值班室內(nèi)設(shè)置監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)6個(gè)變電所實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析，以保證用電的安全、可靠和高效。

    2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，項(xiàng)目組網(wǎng)圖如下，現(xiàn)場(chǎng)6個(gè)變電所高低壓回路的AM系列綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表經(jīng)RS485現(xiàn)場(chǎng)總線連接至串口服務(wù)器，然后通過以太網(wǎng)傳輸至現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，存儲(chǔ)，處理，顯示和上傳，如圖（2）所示：

圖（2）10KV東廣場(chǎng)D變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為：AM系列綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備分散安裝在同各配電室的電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

    站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

    建設(shè)完成后的AM系列綜合測(cè)控裝置和PZ系列多功能儀表均采用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(shí)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。

    3 案例分析

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)河北省玉田信用社辦公樓變電所5個(gè)回路配電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析及管理，監(jiān)控范圍如下表1所示：

表1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位分布表

    根據(jù)其改造的回路，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示一次回路運(yùn)行狀況，功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)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(chǎng)所有點(diǎn)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(cè)點(diǎn)通訊狀態(tài)，如圖4：

圖（4） 通訊狀態(tài)圖

    遙信報(bào)警查詢功能，對(duì)開關(guān)分合閘位置、彈簧儲(chǔ)能、小車開關(guān)工作位置和試驗(yàn)位置、接地刀位置等開關(guān)量的變化實(shí)時(shí)記錄并提供歷史查詢功能，見圖（5）。

圖（5） 遙信報(bào)警查詢

    遙測(cè)報(bào)警功能，主要完成對(duì)直變和主變負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能，見圖（6）。

圖（6）歷史遙測(cè)報(bào)警信息

    SOE事件查詢功能，可對(duì)發(fā)生的電流速斷保護(hù)、電流限時(shí)速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)、負(fù)序過流一段保護(hù)、負(fù)序過流二段保護(hù)等發(fā)生的保護(hù)事件進(jìn)行查詢?nèi)鐖D（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(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)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

    用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖（9）所示：

圖（9） 電能報(bào)表

    負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持，見圖（10）。

圖（10）電流趨勢(shì)曲線圖

    4 結(jié)束語

    1）本系統(tǒng)于2014年6月完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，順利通過用戶驗(yàn)收并投入運(yùn)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(píng)。

    2）本項(xiàng)目的成功實(shí)施表明：本項(xiàng)目的技術(shù)方案是科學(xué)的、合理的、可行的。

    3）本系統(tǒng)采用高低配電的集中監(jiān)控，達(dá)到了預(yù)期的效果，電力監(jiān)控軟件運(yùn)行界面滿足了用戶需求，并有效降低了設(shè)計(jì)和施工成本。

    作者簡介：

    徐霜，女，漢族，本科，工程師，從事智能電網(wǎng)用戶端能效管理解決方案工作<