Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在百事亞洲研發(fā)中心的應用
徐霜1
1安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；
摘要：介紹百事亞洲研發(fā)中心，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(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-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。
概述
百事亞洲研發(fā)中心在漕河涇開發(fā)區(qū)浦江高科技園。該研發(fā)中心是百事公司在北美之外最大的頂級研發(fā)中心，也是百事公司在全球最具整合性的食品和飲料研發(fā)中心之一，在百事公司全球研發(fā)網絡中發(fā)揮舉足輕重的作用。
百事亞洲研發(fā)中心占地約25畝，建筑面積近2萬平方米，配備了技術領先的烹飪中心和試驗廚房，致力于開發(fā)適合亞洲消費者口味及喜好的食品和飲料。中心還設有一個測試生產工廠，使研發(fā)者得以快速測試新產品，支持百事公司加速在中國和其它成長中亞洲市場進行研發(fā)創(chuàng)新。
本次項目承接其的變配電所部分監(jiān)控系統(tǒng)。
1 需求分析
為保證生產管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對生產現場的低壓配電柜、供電變壓器等電氣設備進行電壓、電流、功率等參數進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。
本技術條件適用于百事亞洲研發(fā)中心的變配電所。供方產品應具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產品應至少滿足本技術條件，但不僅限于此，其技術性能應滿足對配電室數據監(jiān)控的要求。
數據采集
自動采集現場所有電量儀表的模擬量數據，自動采集現場開關狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關量數據。
支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。
支持多線程處理機制，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。
數據實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數據分析與處理
數據的綜合統(tǒng)計、分析需要實現以下功能：
各設備用電數據小時、日、月、年等時間段內的統(tǒng)計、計算。
統(tǒng)計各分站及整體的用電量。
數據查詢與展示
要求能方便實現客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統(tǒng)計分析的數據可靈活采用報表等多種圖表方式直觀的展示功能。
數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權限管理
要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。
參數設置
可通過采集柜設置各回路互感器變比，各種電流電壓保護整定值。
故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關故障，電壓、電流超限，現場采集模塊通訊故障，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握變配電站實時運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。
2 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據百事亞洲研發(fā)中心現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至配電所的數據采集器然后直接接至開閉所的監(jiān)控主機，保障了配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸的穩(wěn)定性與實時性。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
現場變配電所共計9只ACR330EL/H，61只ACR220EL，4只M5綜合保護裝置，分為5條RS485總線接至變配電所的數據采集器，數據采集器直接通過超五類網線接至值班室的監(jiān)控主機。
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。在百事亞洲研發(fā)中心工程中主要指置于配電所的監(jiān)控主機。
2）網絡通訊層
通訊層主要是由Nport5610-8一臺、以太網設備及總線網絡組成。Nport5610-8數據采集器主要功能是監(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分站與主站之間的數據交互，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(RVSP2*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，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數據上傳至數據采集器Nport5610-8，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：
進出線回路均采用ACR多功能液晶顯示儀表，其是針對電力系統(tǒng)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網絡電力儀表，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。
3 系統(tǒng)功能
配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測配電所所有回路的運行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側的所有常規(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、有功電度等。如下圖所示：
配電所一次系統(tǒng)圖
回路詳細電參量
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