安科瑞电气股份有限公司

何花

安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；

 

摘要：介绍上海大世界电力监控系统，采用智能电力仪表采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-2000型电力监控系统实现配电回路用电的预付费报警、实时监控和电力监控。

关键词：上海大世界   电力监控系统    无人值守  配电维护  智能配电系统  配电自动化

0  概述
  上海“大世界”位于西藏南路、延安东路交叉口。始建于1917年，创办人是黄楚九。以游艺杂耍和南北戏曲、曲艺为其特色，12面哈哈镜成了"大世界"独有的吸引物。建国后曾改名“人民游乐场”，1958年恢复原名，1974年改名“上海市青年宫”，1981年1月25日大世界复业，定名为“大世界游乐中心”。“大世界”是上海最大的室内游乐场，素以游艺、杂耍和南北戏剧、曲艺为特色。
  本项目为上海大世界电力监控系统。根据配电系统管理的要求，需要对低压出线回路进行电力监控，以保证用电的透明、安全、可靠和高效。
  Acrel-2000型低压智能配电系统，充分利用了现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散在楼层的现场设备连接为一个有机的整体，实现电网运行的远程监控和集中管理，辅助预付费售电管理。

1  系统结构描述
  本监控系统主要实现上海大世界的0.4kV配电所配电系统进行用电监控，监控范围为33台电力仪表ACR220EL，共2条总线，分别接入三个串口服务器，在主楼设置后台进行监控管理及收费管理，两个辅楼通过采集箱局部组网后经光纤通讯接入后台。
  本监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与设备层；

图（1） 网络拓扑图

  设备层主要为：多功能网络电力仪表ACR220EL。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。
  网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集并储存数据，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互，在后台断电的情况下可以实现断点续传功能。
  站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。
  以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。
  RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。

2  电力监控系统主要功能
  上海大世界电力监控系统为变电所低压配电系统的管理，本项目针对这及楼层配电箱的0.4kV配电和进行电力监控。
2.1  数据采集与处理
  数据采集是配电监控的基础，数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成，实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。

图（2）系统通讯结构示意图

 

  数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，达到配电监控的自动化化和智能化要求，同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
2.2  人机交互
  系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图，显示配电系统设备状态及相应实时运行参数，画面定时轮巡切换；画面实时动态刷新；模拟量显示；开关量显示；连续记录显示等。

图（3）低压配电一次图

2.3  历史事件
  历史事件查看界面主要为用户查看曾经发生过的故障记录、信号记录、操作记录、越限记录提供方便友好的人机交互，通过历史事件查看平台，您可以根据自己的要求和查询条件方便定位您所要查看的历史事件，为您把握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

图（4） 参数报表

2.4  用电量报表功能
  可选择时间段进行查询，支持任意时间段电度累计查询，具备数据导出和报表打印等功能。为值班人员提供了精确可靠的电能报表。该报表各回路名称和数据库关联，方便用户修改回路名称。

图（5） 电能报表

 

2.5  数据库建立与查询
  主要完成遥测量和遥信量定时采集，并且建立数据库，定期生成报表，以供用户查询打印。
2.6  遥信和遥测报警功能
  主要完成对低压各出线回路的开关运行状态和负载进线监控，对开关变位和负载越限弹出报警界面指示具体的报警位置并声音报警，提醒值班人员及时处理。负载越限值在相应权限下可自由设置。具备历史查询功能。

图（6） 实时遥信报警信息

2.7用户权限管理
  针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。

3 结束语
  随着社会的发展及电力的广泛应用，电力监控系统已成为全国各地重点工程项目、标志性建筑/大型公共设施等大面积多变电所用户的必然选择，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在上海大世界保护及修缮工程的应用，可以实现对配电所配电的实时监控与电力监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与数据管理机、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框及语音提示，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究。该系统运行安全、可靠、稳定，为变电所用户解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的社会效益。

 

参考文献：
[1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
[2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10