安科瑞电气股份有限公司

0 概述

    本工程为江苏洋河酒厂股份有限公司阳光水岸工程1#宿舍楼，泗阳"阳光水岸"工程1#宿舍楼位于江苏省泗阳经济开发区内，北侧为文城路，东侧为长江路，南侧为天津路，西侧为规划道路，为经济开发区的核心区域。本项目总建筑面积约为 21386平方米，地上19层，地下2层，建筑总高度为67.40米。

    我司承接本项目的电能管理系统，实时采集变电所多功能仪表及楼层用户终端电能计量表的数据，用于分析、管理用户的用电情况，以便于用户对楼层用电情况的实时了解。

1、需求分析

本电能管理系统的实施，在以下各方面达到预定的目标：

   1）在现有的基础条件上，加装电能管理系统；

   2）掌握变电所、各终端用户电力设备运行情况；

   3）系统内部能够实现统一的监控平台，能够得到系统内部全部参数的实时数据；对整个供配电系统的智能化管理，能够对供配电系统中所有电气设备的运行状态进行安全、可靠、准确地实时监视，实现系统故障、异常实时报警并具有故障追忆功能。

   4）对电能管理系统中各种状态监测、历史数据生成报表，系统可以设计和管理多种报表样式，实现日、月、年报表管理；

   5）能够加强用电负荷控制和电能成本统计分析、汇总。

   6）提供分时计费的功能，提高电能统计数据的精度与实时性； 

   7）使设备优化运行，降低维护成本；

   8）有效控制电能消耗成本；

   9）提高电气系统运行管理效率；

   10）数据记录和故障数据记录；

   11）提高电力管理系统运行管理效率，大幅提升管理水平；

   12）实现故障信息报警报警查询，可以设置预报警信号和故障报警信号，通过声光、界面等方式提示用户，待用户确认后复位，并可以提供报警信息打印功能。

   13）强大的用户管理功能，系统记录各管理员运行记录、操作记录等，并设置多级用户，分别赋予不同权限以及相应密码，确保操作安全。实现各变电站无人或少人值班；

   14）实现电能质量分析功能，对各回路电压、电流各次谐波（2-31次）以及总谐波进行分析。

2、系统方案

    监控系统主要实现对江苏洋河酒厂蓝领公寓变电所0.4kV配电及终端用户进行用电监控与电能管理。监控范围为变电所T1、T2变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜及变压器柜进行远程实时监控和电能管理，终端用户的远程实时数据采集、处理、分析、显示。系统于变电所内接入72只多功能电力仪表，分5条总线，于楼层强电井内接入396只终端计量仪表，分为18条总线，总线直接接入值班室内采集设备，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

拓扑图（一）

拓扑图（二）

    1）站控管理层

    站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控机、显示器、UPS等。

    2）网络通讯层

    通讯层主要是由两台NPORT5610-16串口服务器、协议隔离转换器、以太网设备及总线网络组成。NPORT5610-16串口服务器主要功能是监测现场智能仪表；以太网设备及总线网络的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。

    3）现场设备层

    现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。

智能仪表现场连接示意

    现场仪表以手拉手方式通过屏蔽双绞线(RVVSP2*1.0)进行通讯连接，每根总线连接智能仪表数量在20只左右，然后将数据上传至串口服务器NPORT5630-16，进而将数据上传至当地监控终端。具体连接示意图如下所示：

    低压进线和馈线回路采用多功能仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电度、无功电度。

    用户侧采用终端计量仪表DDSD1352-FC,能够测量单相电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等。

3、系统功能

功能特点

    系统开机后会通过点击相应的快捷方式图标，即可进入操作系统和电能管理系统。本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

登录界面

    点击桌面上的“洋河酒厂电能管理系统”软件开始运行。初始界面为“登录界面”，选择用户名，输入对应的密码，点击登录按钮，才可进入监控系统界面，查看监控数据，否则无法查看。用户名分为“管理员”和“操作员”，两者权限不同，操作员只能操作部分功能，管理员拥有最高权限。

    进入监控系统界面后，会发现整个界面分为三块，标题界面、配电系统界面和菜单切换界面。

    在标题界面中，将显示当前登录用户及系统当前时间。

菜单切换界面

    在软件窗口最底部是菜单切换界面，该界面排布的按钮为系统各个功能切换按钮。

    通过点击不同的功能按钮，就可进入相应的功能界面。

配电监测界面

    配电监测功能

     点击“配电监测”按钮，会出现7个菜单栏。选择“变电所一次图”会出现上图。楼层一次图和上图类似。

    可查看各配电回路的分布和连接情况以及主要的电参量。主要数据包括：三相电流，电能。在母线（既图中横线）上方数字（如：1#-1）代表开关柜

    当选择以“管理员”身份登录系统后，可在系统一次图中点击回路名称，直接对回路名称进行修改，修改后系统会自动保存。系统图中，各回路的通断将通过红绿色切换来表示，红色表示回路接通，绿色表示回路断开。

    点击每条回路的“详细参数”会出现上图。参数包括:三相电压，三相电流，线电压，有功，无功，视在，功率因数，电流曲线和电压棒图。楼层一次图由于仪表为单相DDSD1352，采集量已全部显示，无需详细参数显示。

通讯状态

   通讯状态功能

    点击菜单栏的“通讯状态图” 。

    进入通讯状态后，能够看到整个系统的分布式网络结构，该系统具有网络诊断功能。能实时监控系统网络通讯状态，出现网络故障时，系统自动显示故障线路及具体单元。

电参量报表

    电参量报表功能

    点击菜单栏上的“电参量统计”。选择相应的选项，即弹出以上窗口，可查询各回路电参量。

    设置需要查询的时间，点击查询按钮即可查询历史某时刻的各个回路的电参量报表。主要数据包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率补偿因数、电能。

    该报表包含所有的回路。帮助用户了解每个时刻系统运行中是否出现电压不稳定，电流越限，功率、功率因数是否符合要求。以此为依据，对系统进行更好的管理和优化。

该报表可以以电子表格的方式导出，同时具备打印功能。

电能报表

    电能报表功能

    点击菜单栏上“电能统计”。

    用电量的管理以报表形式呈现，该报表可以呈现系统运行期间的任意时间段内的各回路用电，每个进线回路及它所带的出线回路制作在一张表内，可方便查询。

    通过调节开始时间和结束时间，点击“查询”按钮，即可显示此时间段内的用电量。

    该报表可以以电子表格的方式导出，同时具备打印功能。

电流曲线

   电流曲线功能

    点击配电系统图对应回路上的“趋势曲线” 。

    选择一个回路后，回路名称会在窗口上方显示。曲线图表的X轴表示时间跨度，Y轴表示量程。点击“刷新曲线” ，可显示选定回路的一天和七天的历史曲线显示；点击“搜索曲线” ，通过调节“开始时间”可显示过去一天和七天时间段内的选定回路的电流趋势曲线。通过修改“鼠标缩放” ，可任意放大选定区域内的曲线。

    电流曲线可以帮助用户进行电能质量分析和故障分析。

报警及事件

    实时报警

    遥测实时报警功能

    实时报警窗口监测系统所采集的遥测量。报警窗口会在系统运行时自动打开，并一直隐藏在后台。

    当有电流或者电压越限，并且触及报警界限时，“相应实时报警”窗口就会自动弹出，并以红色字体显示具体的报警信息：回路名、越限的电参量、报警值等。

   历史报警

   报警历史查询功能

    点击“报警查询，选择“遥测历史报警”。进入上图界面

    在历史报警界面中点击查询按钮，通过调节开始时间和结束时间，即可查询到过去任意时间段内的系统报警信息，包括遥测报警和遥信报警，还包括具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

系统事件

   系统事件查询功能

点击“报警查询”按钮，选择“事件记录”

可以查看当前状态下系统的各部分运作情况，选择“事件查询”，可以查询任意时刻的运作情况。

用户管理

    点击菜单栏的“用户管理”、“用户登录”、“用户注销”。

    系统为用户提供了3项与用户身份和管理有关的功能。“用户登录”可以实现登录用户身份的切换；已登录用户可以通过“用户注销”删除登录用户的身份；“管理员”可以通过“用户配置” ，修改所有用户的登录密码；”管理员“可以使用“添加删除”增添用户身份，也可以删除已有的用户身份。

4  结束语

在当今配电设施的应用中，宿舍楼的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-3000电能管理系统在江苏洋河酒厂的应用，可以实现对变电所供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、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、语音提示、短信报警灯，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，为工厂解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的企业效益。

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

作者简介：

张林锋，男，汉族，本科，工程师，主要研究方向为智能建筑供配电监控系统。联系电话：021-69155719，手机：18702112036，QQ：2880157876