配電監控系統在解放軍某部通信團的設計與應用
徐霜1
1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：介紹解放軍某部通信團電力監控與電能管理系統，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型電力監控與電能管理系統實現變電所配電回路用電的實時監控和電能管理。
0 概述
解放軍某部通信團是軍區通信部隊，現場監控范圍為一個變電所，兩臺變壓器。本項目為解放軍某部通信團變電所電力監控系統。根據配電系統管理的要求，需要對配電所內的低壓配出線進行電力監控理，以保證用電的安全、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，將分散的配電所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。
1 客戶需求
本工程主要是設計解放軍某部通信團電力監控系統，監控范圍為解放軍某部通信團的低壓配電所，完成該配電所電能消耗統計。系統應通過多功能表計、通訊網絡和計算機軟件，實現供配電系統在運行過程中的數據采集、數據計算、電能抄表、報表生成等，完成長橋街道集宿樓的安全供電、電能計量、設備管理和運行管理。系統由站控管理層、網絡通訊層和現場設備層構成。系統要求盡量減少集中采集數據的裝置以保證系統的通訊可靠性。由于該項目儀表數量較少，可以采用直接通過隔離轉換器接監控主機的方案，可以給客戶達到成本最低化的目的。自動抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。
2 系統結構描述
本監控系統主要實現解放軍某部通信團的變電所的0.4kV配電系統進行用電監控與電能管理；監控范圍為該變電所的T1、T2變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜儀表進行遠程實時監控和電能管理。該系統總計有31只儀表（ACR220EL），分2條總線，由于值班室距離該配電所不遠，故可直接采用屏蔽雙絞線組網連接至監控主機的隔離轉換器實現總線上儀表與監控主機的數據連通。
本監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：
圖（1）網絡拓撲圖
間隔設備層主要為多功能網絡電力儀表。該裝置對應的一次設備安裝在電氣柜內，該裝置采用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：RS485隔離轉換器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。
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
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。
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。顯示低壓配電系統電氣一次主接線圖，配電系統設備狀態及相應實時運行參數，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。
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。
2.4 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。
2.5 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。可以通過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。
2.6 運行負荷曲線
負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨 勢分析和故障追憶，為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
2.7 遠程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據用戶的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經過篩選、組合和統計生成用戶需要的報表數據。本程序還可以根據用戶的需要對報表文件采用任意時間段內查詢打印功能。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設置查詢時間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。
3 案例分析
解放軍某部通信團電力監控與電能管理系統監控范圍為部隊總配電所，本項目針對該配電所的0.4kV配電系統進行用電監控與電能管理；監控范圍為集宿樓配電所的T1、T2變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜儀表進行遠程實時監控和電能管理。通過通訊管理將遠程的數據方便快捷的抄出，便于分析與管理。
進出線回路均采用ACR220EL多功能儀表，它能測量所有常規電力參數，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、無功電度等多種電參量。
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