安科瑞电气股份有限公司

0 概述 

    平顶山中选自控系统有限公司(以下简称中选自控)是中煤国际工程设计研究总院 （以下简称中国煤国际）的全资二级子企业，是中国煤炭科工集团公司（以下简称中国煤炭科工）的三级子企业，是中国煤炭协会选煤分会理事单位，位于河南省平顶山市。

    本次项目为平顶山中选自控系统有限公司低压变配电所部分的电力监控系统。

1 需求分析

    现场共有一座0.4KV配电室。电力监控系统需要实现数据集中管理、分析处理。软件大概功能要求如下：

    电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称、电流越限值等信息。

    对各回路的电流绘制趋势曲线，便于分析该回路配电运行工况。

    对各回路的电能集抄功能，并可生成时间段内符合客户管理需求的用电报表。

    本技术条件适用于平顶山中选自控系统有限公司的0.4KV配电室低压柜。供方产品应具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件，但不仅限于此，其技术性能应满足对配电室数据监控的要求。

2  系统方案

    监控系统主要实现平顶山中选自控系统有限公司变电所的0.4kV配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为变电所T1变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜仪表进行远程实时监控和电能管理。系统接入变电所33只多功能电力仪表，分1条总线，总线直接接入本变电所内采集设备，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。

网络拓扑图

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USB/485、以太网设备及总线网络组成。USB/485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该配电间监控主机进行组网，实现远程数据采集。

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32只左右，然后将数据上传至USB/485，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、功率因数、频率、有功电度、无功电度。

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力监控系统。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“平顶山选煤设计研究院电气改造工程变电所电力监控系统”，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。

    在菜单切换界面中含有最小化及退出2个快捷功能。当选择退出时，系统将弹出如果点击确认，则退出所有程序；如果点击取消，则不会对系统操作。

菜单切换界面

    在软件窗口最底部是菜单切换界面，该界面排的7个按钮为系统各个功能切换按钮。

    通过点击菜单切换界面上的功能按钮，就可进入相应的功能界面。

配电监测

配电监测功能说明

详细参数

    可查看个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，三相电压，进线回路的功率、电能、功率因数、回路名称，和出线回路的电流、回路名称。

    当选择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，在此界面在此界面可查看三相表的详细参数。

    系统图的各个回路图标和母线图标在没有通电时会显示绿色，上电后会显示红色，以此区分。

通讯状态

通讯状态功能说明

    点击菜单栏的“通讯状态” 。

    进入通讯状态后，能够看到整个系统采用已变压器为干线的分布式网络结构，具有系统网络诊断功能。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

电参量报表功能说明

    点击菜单栏上的“电参量报表” 。

    设置时间控件的时间，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。以次为依据，对系统进行更好的管理和优化。如有多张表格，可在表页最下端选择切换。

    该报表可以以电子表格的方式导出和具备打印功能.

电能报表

电能报表功能说明

    点击菜单栏上的“电能报表” 。

    对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。如有多张表格，可在表页最下端选择切换。

    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，也可以以电子表格的形式导出和打印。

电流曲线

电流曲线功能说明

    点击配电系统图对应回路上的“电流曲线” 。

    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

报警及事件二级菜单

报警及事件二级菜单

    通过点击报警及事件二级菜单上的功能按钮，就可进入相应的功能界面。

实时报警

遥测实时报警功能

    实时报警窗口分为“遥测实时报警”、遥信实时报警，分别监测系统所采集的遥测量和遥信量。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

    点击 报警及事件二级菜单的“遥测历史报警” 。

    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。

用户管理

用户管理功能说明

    点击菜单栏的“用户管理” 。

    用户管理界面为用户提供了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。

4  结束语

    在当今配电设施的应用中，变电所的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在平顶山中选自控系统有限公司的应用，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，可以与采集器、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，为用户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