安科瑞 陳(chén)聰 周潔 陳正(zhèng) 於洋(yáng)

摘(zhāi)要(yào) 本(běn)文(wén)介(jiè)紹天水市第一人民(mín)醫院電力監控係(xì)統，采用智能電(diàn)力儀表(biǎo)采集配(pèi)電(diàn)現場(cháng)的(dí)各(gè)種電(diàn)參(cān)量(liáng)和開關(guān)信號。係統采用(yòng)現場就地(dì)組(zǔ)網(wǎng)的方式(shì)，組(zǔ)網後通過現場(cháng)總綫通訊(xùn)並(bìng)遠(yuǎn)傳(chuán)至(zhì)後(hòu)台，通(tōng)過Acrel-2000型(xíng)電力監控係統軟件實現對(duì)配電回(huí)路用(yòng)電(diàn)的實時監控(kòng)。

關(guān)鍵詞：醫療(liáo)機構;天水市第一人民醫院;智(zhì)能(néng)電(diàn)力儀表;Acrel-2000;電力監控(kòng)係統;

0 概(gài)述(shù)

       Acrel-2000型電(diàn)力監(jiān)控(kòng)係統對變配(pèi)電(diàn)係統進(jìn)行分散數(shù)據采集和(hé)集中(zhōng)監控管理(lǐ)。對配電係統(tǒng)的(dí)二次(cì)設備進(jìn)行(háng)組網(wǎng)，通過計算機和通(tōng)訊(xùn)網(wǎng)絡，將分(fēn)散的(dí)配(pèi)電(diàn)所的現場設(shè)備連接(jiē)為(wéi)一個(gè)整(zhěng)體，實現(xiàn)電(diàn)網(wǎng)運行的(dí)遠程(chéng)監(jiān)控(kòng)和集中(zhōng)管(guǎn)理。

1 項(xiàng)目(mù)介紹

      本(běn)項目為天(tiān)水(shuǐ)市(shì)第一人民(mín)醫(yī)院門急(jí)診大樓(lóu)電力(lì)監控(kòng)係(xì)統(tǒng)，係統(tǒng)分(fēn) 和(hé)樓層兩塊，本(běn)項目針(zhēn)對這(zhè)兩(liǎng)塊(kuài)的配電係(xì)統進行(háng)用(yòng)電監控(kòng)；監(jiān)控範圍(wéi)為地(dì)下(xià)變(biàn)電所的T1，T2，T3，T4變(biàn)壓(yā)器(qì)的低(dī)壓進(jìn)綫櫃(guì)，聯(lián)絡(luò)櫃(guì)，饋(kuì)綫(xiàn)櫃儀(yí)表和每個樓層中(zhōng)的配(pèi)電(diàn)櫃(guì)中的(dí)儀(yí)表進行監(jiān)控。

2 係統(tǒng)結(jié)構描(miáo)述

      該係(xì)統總計(jì)有(yǒu)328隻(zhī)儀表（其中包括ACR網絡(luò)智能電力(lì)儀表，ADL網絡(luò)多(duō)功能儀(yí)表PZ三相(xiāng)電能(néng)表(biǎo)，PZ三相電(diàn)流表，），分13條(tiáo)總(zǒng)綫，由(yóu)於變電所(suǒ)與(yǔ)值班室(shì)距離較(jiào)近，故直(zhí)接采(cǎi)用(yòng)屏(píng)蔽雙絞(jiǎo)綫(xiàn)連(lián)接(jiē)，最(zuì)後通(tōng)過(guò)網綫(xiàn)拉(lā)至電工(gōng)值(zhí)班(bān)室連(lián)接到監控(kòng)主(zhǔ)機(jī)實現總綫(xiàn)上(shàng)儀(yí)表與(yǔ)監控主機的(dí)數據連(lián)通。

      本(běn)監(jiān)控係統(tǒng)采用分(fēn)層分布式(shì)結構，即現(xiàn)場(cháng)設(shè)備(bèi)層，網(wǎng)絡(luò)通(tōng)訊層(céng)與(yǔ)站(zhàn)控(kòng)管(guǎn)理層(céng)；如圖(tú)（1）所示(shì)：

圖(tú)（1）網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

1）現場(cháng)設備(bèi)層主要為：多功能(néng)網絡(luò)電力(lì)儀表，開(kāi)關(guān)量，模擬量(liáng)采(cǎi)集模(mó)塊(kuài)和智(zhì)能斷路(lù)器等(děng)。這(zhè)些(xiē)裝(zhuāng)置分別對應相應(yīng)的一次設備(bèi)安(ān)裝(zhuāng)在(zài)電氣櫃(guì)內(nèi)，這些裝(zhuāng)置均采(cǎi)用(yòng)RS485通訊(xùn)接口(kǒu)，通過現場MODBUS總綫組(zǔ)網(wǎng)通訊(xùn)，實現數據現場(cháng)采集(jí)。

2）網(wǎng)絡通(tōng)訊層(céng)主(zhǔ)要為(wéi)：通(tōng)訊(xùn)服(fú)務(wù)器，其主要(yào)功(gōng)能為(wéi)把(bǎ)分(fēn)散在現場(cháng)采集(jí)裝(zhuāng)置(zhì)集中采集(jí)，同時遠(yuǎn)傳至(zhì)站控層，完成現(xiàn)場層(céng)和站(zhàn)控層之間的(dí)數據(jù)交(jiāo)互。

3）站(zhàn)控管(guǎn)理層：設有高性能工(gōng)業計算機，顯示(shì)器(qì)，UPS電(diàn)源，打(dǎ)印機(jī)，報(bào)警蜂(fēng)鳴(míng)器等設(shè)備。監控係(xì)統(tǒng)安裝在計算機上(shàng)，集中采(cǎi)集顯(xiǎn)示(shì)現場(cháng)設備(bèi)運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)況，以(yǐ)人(rén)機交互的(dí)形式顯示給用戶(hù)。

      以上網(wǎng)絡儀表均(jūn)采用(yòng)RS485接(jiē)口(kǒu)和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽(bì)綫(xiàn)傳(chuán)輸(shū)，一般都(dū)采用二根(gēn)連綫，接(jiē)綫簡單方便；通(tōng)訊接口(kǒu)是半(bàn)雙(shuāng)工通(tōng)信即(jí)通信的雙(shuāng)方都(dū)可以(yǐ)接收(shōu)，發送(sòng)數(shù)據但(dàn)是(shì)在(zài)同(tóng)一(yī)時(shí)刻隻(zhī)能發送或接(jiē)收數(shù)據，數據傳(chuán)輸(shū)速(sù)率為(wéi)10Mbps。

      RS485接(jiē)口(kǒu)是(shì)采(cǎi)用(yòng)平衡(héng)驅動器(qì)和(hé)差(chà)分接(jiē)收器(qì)的(dí)組合，抗噪聲(shēng)幹(gān)擾的能力增(zēng)強(qiáng)，總(zǒng)綫上(shàng)允許(xǔ)連接多達32個(gè)設備，傳(chuán)輸距離為(wéi)1.2km。

3 電力監(jiān)控係統(tǒng)主要功能

3.1  數(shù)據(jù)采集(jí)與處理(lǐ)

      數(shù)據采集(jí)是配電(diàn)監(jiān)控的基礎，數據采集(jí)主要由(yóu)底(dǐ)層(céng)多(duō)功(gōng)能網絡儀(yí)表采(cǎi)集完成，實(shí)現遠程數據的(dí)本(běn)地實時(shí)顯示。需(xū)要(yào)完成采集(jí)的信號(hào)包(bāo)括：三相電(diàn)壓U，三相電流I，頻(pín)率(shuài)Hz，功率P，功率因(yīn)數COSφ，電(diàn)度(dù)EPI，遠程設備(bèi)運(yùn)行狀態等數(shù)據。

      數(shù)據(jù)處(chǔ)理(lǐ)主(zhǔ)要是把(bǎ)按(àn)要(yào)求采集到的電參量實時(shí)準(zhǔn)確的(dí)顯示給用(yòng)戶，達(dá)到配(pèi)電監控的自(zì)動(dòng)化(huà)化和(hé)智能化要求(qiú)，同(tóng)時把采集(jí)到的(dí)數據(jù)存入(rù)數據庫供(gōng)用戶查詢(xún)。

3.2  人(rén)機(jī)交(jiāo)互

      係(xì)統(tǒng)提(tí)供簡(jiǎn)單，易(yì)用，良好的(dí)用戶使用界(jiè)麵。采用全中文界麵，CAD圖(tú)形顯示(shì)低壓配電係統電氣一(yī)次主接綫(xiàn)圖(tú)，顯(xiǎn)示配(pèi)電係(xì)統設備(bèi)狀態及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫(huà)麵定(dìng)時輪巡切(qiē)換；畫麵實(shí)時動態刷(shuā)新；模擬(nǐ)量顯(xiǎn)示；開(kāi)關(guān)量(liáng)顯示(shì)；連(lián)續記錄(lù)顯示等。

3.3  歷(lì)時事(shì)件(jiàn)

      歷時(shí)事件(jiàn)查(chá)看界麵主(zhǔ)要(yào)為用(yòng)戶(hù)查看曾經發生過的故障(zhàng)記錄，信號記錄，操作記(jì)錄，越限記(jì)錄提(tí)供(gōng)方(fāng)便友好的人機(jī)交互，通(tōng)過歷(lì)史(shǐ)事件(jiàn)查看平(píng)台，您可以根據自(zì)己(jǐ)的要求(qiú)和查(chá)詢(xún)條件(jiàn)方(fāng)便定(dìng)位您所要(yào)查(chá)看的(dí)歷史事件(jiàn)，為您把(bǎ)握(wò)整(zhěng)個係(xì)統的(dí)運行情(qíng)況(kuàng)提(tí)供了(liǎo)良(liáng)好的軟(ruǎn)件支持(chí)。

3.4  數(shù)據庫(kù)建(jiàn)立(lì)與(yǔ)查(chá)詢

      主(zhǔ)要完(wán)成遙(yáo)測量和遙(yáo)信(xìn)量定(dìng)時采(cǎi)集，並(bìng)且建立(lì)數(shù)據(jù)庫(kù)，定期生(shēng)成報表，以供用戶(hù)查(chá)詢打印。

3.5  用(yòng)戶(hù)權限管理

      針(zhēn)對不(bù)同級(jí)別(bié)的用(yòng)戶，設置不(bù)同(tóng)的(dí)權限組，防止因人為(wéi)誤(wù)操作給(gěi)生產(chǎn)，生活帶(dài)來的(dí)損(sǔn)失，實(shí)現配(pèi)電係(xì)統的安全，可靠(kào)運(yùn)行。可以通(tōng)過(guò)用戶管理進行(háng)用戶(hù)登錄(lù)，用(yòng)戶注(zhù)銷，修改(gǎi)密碼，添加刪除等(děng)操(cāo)作，方便用(yòng)戶對(duì)賬(zhàng)號(hào)和權限的修(xiū)改。

3.6  運行(háng)負(fù)荷(hé)曲綫

      負(fù)荷趨勢(shì)曲綫功(gōng)能(néng)主要負責(zé)定(dìng)時采集進綫(xiàn)及重要(yào)回(huí)路電流和(hé)功(gōng)率負(fù)荷參量，自(zì)動生成運行負(fù)荷趨勢(shì)曲(qū)綫的，方便用(yòng)戶及時(shí)了解(jiě)設備(bèi)的運行(háng)負(fù)荷狀(zhuàng)況。點擊(jī)畫(huà)麵(miàn)相應按(àn)鈕(niǔ)或菜單項可以完成相應功(gōng)能的(dí)切(qiē)換；可(kě)以查看實時趨勢曲綫(xiàn)或(huò)歷(lì)史趨勢綫(xiàn)；對所(suǒ)選曲綫(xiàn)可以(yǐ)進行平移(yí)，縮(suō)放，量程變(biàn)換等操作，幫(bāng)助(zhù)用戶(hù)進綫(xiàn)趨(qū)勢分析(xī)和故障追憶，為(wéi)分(fēn)析整個係統(tǒng)的(dí)運行狀況(kuàng)提供(gōng)了(liǎo)直觀(guān)而方(fāng)便的(dí)軟(ruǎn)件(jiàn)支(zhī)持(chí)。

3.7  遠程(chéng)報表查詢

      報(bào)表管理程(chéng)序(xù)的(dí)主要功能是(shì)根(gēn)據(jù)用戶的需(xū)要設計報表樣(yàng)式(shì)，把係統中處理的(dí)數(shù)據經過(guò)篩選，組合和統(tǒng)計生(shēng)成(chéng)用戶(hù)需要(yào)的(dí)報表(biǎo)數據。本(běn)程序(xù)還可以(yǐ)根據用(yòng)戶的(dí)需(xū)要對報表文(wén)件采用(yòng)定(dìng)時保存，打(dǎ)印或者(zhě)召(zhào)喚保存(cún)，打印(yìn)模式(shì)。同(tóng)時本(běn)程(chéng)序還向用戶(hù)提供(gōng)了對生(shēng)成的報表文件管理功能。

      報表具(jù)有(yǒu)自由(yóu)設置(zhì)查(chá)詢(xún)時間實現日(rì)，月，年的電(diàn)能統(tǒng)計，數據導(dǎo)出和報(bào)表打印(yìn)等功能。

數據(jù)采集和係統圖(tú)顯(xiǎn)示(shì)

      進(jìn)綫回路采(cǎi)用(yòng)ACR330ELH多功能(néng)諧(xié)波儀(yí)表，其是(shì)針對電力係(xì)統，工礦企業，公共設(shè)施，智(zhì)能(néng)大(dà)廈(shà)的電力監控需(xū)求而(ér)設(shè)計(jì)的(dí)網絡電力儀(yí)表，它能測(cè)量(liáng)所(suǒ)有常規電力參(cān)數(shù)，如：三相電壓(yā)，電流，有功功(gōng)率，無功(gōng)功(gōng)率，功率(shuài)因數(shù)，頻率(shuài)，有功電(diàn)度(dù)，無(wú)功電度(dù)，並可監測電壓，電流的2-31次(cì)諧波(bō)分量等多種(zhǒng)電參量。並且本儀表帶有4路(lù)光(guāng)電隔(gé)離開(kāi)關(guān)量輸入接點和(hé)2路(lù)繼電器(qì)控(kòng)製(zhì)輸出(chū)接(jiē)點(diǎn)，這(zhè)些(xiē)接(jiē)點(diǎn)可以(yǐ)配(pèi)合(hé)智(zhì)能(néng)斷(duàn)路(lù)器(qì)實(shí)現(xiàn)斷路器(qì)的(dí)遙(yáo)信，遙控操(cāo)作(zuò)。該(gāi)係(xì)列網絡(luò)電(diàn)力(lì)儀(yí)表主要應用於(yú)變電(diàn)站(zhàn)自(zì)動化，配電(diàn)網(wǎng)自(zì)動(dòng)化，小(xiǎo)區電(diàn)力監控，工(gōng)業(yè)自(zì)動化，能源(yuán)管(guǎn)理係(xì)統及(jí)智(zhì)能(néng)建築(zhù)等領(lǐng)域(yù)。

      配出(chū)回(huí)路主要(yào)采用采(cǎi)用(yòng)PZ80-E4三(sān)相電(diàn)能表，該(gāi)儀(yí)表(biǎo)主(zhǔ)要測(cè)量所有常(cháng)規電力(lì)參數，如(rú)：三相電壓(yā)，電(diàn)流(liú)，有功功率，無(wú)功功率(shuài)，功率因(yīn)數(shù)，頻(pín)率，有(yǒu)功電(diàn)度，無功電度。

      低壓配(pèi)電(diàn)二(èr)次圖見圖（2），功能有電量(liáng)遙(yáo)測(cè)主(zhǔ)要(yào)監測(cè)運行(háng)設備的電參(cān)量，其(qí)中(zhōng)包括：綫三相(xiāng)電(diàn)壓，電流(liú)，功(gōng)率，功率因數(shù)，電(diàn)能(néng)，頻(pín)率(shuài)等電(diàn)參量(liáng)及配出(chū)回路(lù)的三相(xiāng)電(diàn)流；遙(yáo)信(xìn)功能實現(xiàn)顯示(shì)現場設備(bèi)的運行狀態(tài)，主(zhǔ)要(yào)包(bāo)括：開(kāi)關的分，合閘(zhá)運(yùn)行(háng)狀態(tài)和通訊(xùn)故(gù)障(zhàng)報警(jǐng)；斷路(lù)器變(biàn)位(wèi)時會(huì)發(fā)出(chū)報(bào)警信號(hào)，提醒用戶及時(shí)處(chǔ)理(lǐ)故(gù)障(zhàng)。

圖（2）低(dī)壓配(pèi)電二次(cì)圖

遠程抄表(biǎo)

      係統對所(suǒ)有采(cǎi)集(jí)到(dào)的(dí)數據都(dū)能實時的顯(xiǎn)示(shì)，並保(bǎo)存到數據(jù)庫(kù)中(zhōng)，因此可以手動查詢(xún)每個回(huí)路的(dí)所(suǒ)有(yǒu)實時(shí)及歷史(shǐ)電(diàn)參(cān)量(liáng)數據，並(bìng)以表格的(dí)形式展(zhǎn)現(xiàn)給用戶(hù)，便於(yú)打印(yìn)，保存。如圖(tú)3所(suǒ)示(shì)。

圖(tú)（3） 參(cān)數抄(chāo)表(biǎo)

電能(néng)報表(biǎo)

      係統采(cǎi)集(jí)的有功電(diàn)度數據(jù)，按照回路名稱的不同，自(zì)動生(shēng)成(chéng)日報表，月報(bào)表(biǎo)和(hé)年報(bào)表(biǎo)並(bìng)有報表打(dǎ)印(yìn)功能，並(bìng)可(kě)對某(mǒu)一回路的(dí)某(mǒu)一時間段內的(dí)用電量進行查(chá)詢與打(dǎ)印，同時這(zhè)些報表也(yě)能以Excel的格(gé)式(shì)導(dǎo)出。如圖4所示。

圖（4） 電能報(bào)表(biǎo)

趨勢(shì)曲綫(xiàn)

      負荷趨(qū)勢曲(qū)綫界(jiè)麵中可直(zhí)觀(guān)的(dí)查看回(huí)路(lù)的(dí)負荷運(yùn)行情(qíng)況。查(chá)看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲綫，點擊畫(huà)麵(miàn)相(xiāng)應(yīng)按(àn)鈕或(huò)菜單項(xiàng)可以完(wán)成(chéng)相(xiāng)應功能的切換(huàn)；幫助用戶進綫(xiàn)趨(qū)勢分析和故障(zhàng)追(zhuī)憶，具備(bèi)曲綫打(dǎ)印功能(néng)。為(wéi)分(fēn)析整(zhěng)個係統(tǒng)的(dí)運行狀況(kuàng)提(tí)供了(liǎo)直(zhí)觀而方(fāng)便的軟(ruǎn)件(jiàn)支(zhī)持。見(jiàn)圖（5）。

圖(tú)（5）趨勢曲(qū)綫圖(tú)

事(shì)件(jiàn)記錄與(yǔ)報警

      遙(yáo)測(cè)報警(jǐng)功(gōng)能，主(zhǔ)要(yào)完成(chéng)對低(dī)壓各出(chū)綫(xiàn)回(huí)路(lù)的(dí)負(fù)載進(jìn)綫監控，對負(fù)載(zǎi)越(yuè)限彈(dàn)出報(bào)警(jǐng)界麵指示具(jù)體(tǐ)的報警位置(zhì)並(bìng)聲(shēng)音(yīn)報(bào)警，提醒值(zhí)班(bān)人員及時(shí)處理。遙測報警(jǐng)值設置界麵(miàn)可(kě)以看到(dào)每個(gè)監控點的(dí)實(shí)時值(zhí)和報警設置值，方便值(zhí)班(bān)人員比對(duì)進綫設(shè)置，負載(zǎi)越(yuè)限值在相應權(quán)限下可自(zì)由設置。具備(bèi)歷史查詢功(gōng)能(néng)。見(jiàn)圖（6）和圖(tú)（7）。

圖（6）歷史(shǐ)遙測報警(jǐng)信息查(chá)詢(xún)

圖（7）遙測(cè)報(bào)警(jǐng)值設(shè)置(zhì)界(jiè)麵(miàn)

通訊(xùn)示意

      係(xì)統通訊結(jié)構示意圖(tú)，主(zhǔ)要顯示係統的組(zǔ)網結(jié)構(gòu)，係統采用(yòng)分層(céng)分(fēn)布式結構，同時監測(cè)間(jiān)隔(gé)層(céng)設(shè)備(bèi)的(dí)通信狀態(tài)。紅色表(biǎo)示(shì)通(tōng)訊正常(cháng)，綠色表(biǎo)示(shì)通訊(xùn)故障(zhàng)。見圖(tú)（8）。

圖(tú)（8）係(xì)統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示(shì)意(yì)圖

4 結束(shù)語(yǔ)

      隨(suí)著(zhuó)智能(néng)建築(zhù)的發(fā)展及電力(lì)的(dí)廣泛(fàn)應用，對(duì)智能建築的配電係統的(dí)智(zhì)能(néng)化(huà)集成(chéng)管理已成為(wéi)國家機關辦(bàn)公建(jiàn)築及(jí)大型公(gōng)共建築(zhù)智(zhì)能化(huà)建設的必(bì)然趨(qū)勢，本(běn)文(wén)介紹(shào)的基(jī)於Acrel-2000電力(lì)監測係統，不僅(jǐn)可以實時監控電力(lì)運行狀(zhuàng)態(tài)及異常用電，還能對(duì)數(shù)據進(jìn)行分(fēn)析(xī)處(chǔ)理，以(yǐ)用(yòng)戶適用的方式(shì)展現(xiàn)出來，滿足用戶的(dí)需(xū)求，實現(xiàn)對(duì)采(cǎi)集(jí)數(shù)據(jù)的分(fēn)析，處(chǔ)理，其生成各種電(diàn)能(néng)報表(biǎo)，分(fēn)析曲綫，圖(tú)形(xíng)等，方(fāng)便(biàn)了(liǎo)用戶的(dí)使用，便於配(pèi)電係統的實(shí)時監(jiān)控(kòng)與電參(cān)量的(dí)遠(yuǎn)程(chéng)抄表與分(fēn)析研究，為(wéi)智能建築的(dí)節(jié)能(néng)技術提供(gōng)參(cān)考。