安(ān)科瑞(ruì) 陳(chén)聰 周潔 陳(chén)正 於(yú)洋

摘要(yào)：介(jiè)紹上(shàng)海財經大(dà)學新建10/0.4KV變(biàn)電(diàn)站，采用(yòng)智能(néng)電力(lì)儀(yí)表，采集配(pèi)電(diàn)現場的各種(zhǒng)電參量和開關信(xìn)號。係(xì)統采(cǎi)用現場就地組網的(dí)方式，組網後通(tōng)過現場總綫(xiàn)通訊至(zhì)後(hòu)台，通過(guò)Acrel-2000型電(diàn)力監控(kòng)與電(diàn)能管(guǎn)理係統實(shí)現(xiàn)變電(diàn)所配(pèi)電(diàn)回路用電的(dí)實時監控(kòng)和管理(lǐ)。

關鍵詞：上(shàng)海財(cái)經大學新建10KV變電站;10/0.4KV配(pèi)電室；智(zhì)能電力儀(yí)表(biǎo);Acrel-2000/3000型(xíng);電力監控係統(tǒng)

0 概(gài)述 

    上海財經(jīng)大學學(xué)校校園占地總(zǒng)麵(miàn)積(jī)766畝（全(quán)日(rì)製學生(shēng)人均37平方米），有一個主校區和兩個分校區。其中，主校(xiào)區是(shì)全日(rì)製本(běn)碩博學(xué)生和(hé)留學生(shēng)教育(yù)基地，由連成一(yī)片(piàn)的(dí)國(guó)定，武川(chuān)，武(wǔ)東(dōng)校(xiào)區(qū)組成。主校(xiào)區(qū)位於楊浦大(dà)學(xué)城，毗(pí)鄰復(fù)旦大學(xué)，同濟大學(xué)，第二軍醫(yī)大(dà)學(xué)等(děng)學(xué)府。中(zhōng)山(shān)北(běi)一(yī)路(lù)校區(qū)是高層次(cì)人才(cái)在(zài)職培訓基(jī)地(dì)。

    上海財經(jīng)大學(xué)新建(jiàn)10KV變(biàn)電(diàn)站項目位(wèi)於上(shàng)海市(shì)國(guó)定(dìng)路777號，臨近政立(lì)路武川(chuān)路交界。

    本次項目(mù)為(wéi)上(shàng)海(hǎi)財經大(dà)學(xué)新(xīn)建10KV變電站(zhàn)部分的電力監控係統(tǒng)。

1 需求(qiú)分析

    現場為(wéi)一座(zuò)10/0.4KV配電室(shì)。電力監(jiān)控係(xì)統(tǒng)需要實現(xiàn)數據集中管(guǎn)理(lǐ)，分(fēn)析處理(lǐ)。軟件大(dà)概功能要(yào)求如下：

    電壓，電流(liú)，功(gōng)率(shuài)，功(gōng)率因(yīn)數及頻率(shuài)等監(jiān)測信息實時(shí)刷新，並以一(yī)次(cì)圖形式直觀(guān)動態(tài)顯示。各(gè)回(huí)路子(zǐ)畫麵(miàn)上(shàng)顯(xiǎn)示該回路各電參(cān)量(liáng)，回(huí)路(lù)名(míng)稱，電(diàn)流(liú)越限(xiàn)值等信息。

    對各回(huí)路(lù)電(diàn)力儀表的(dí)電(diàn)流繪(huì)製趨(qū)勢(shì)曲(qū)綫(xiàn)，便(biàn)於(yú)分(fēn)析該回路(lù)配(pèi)電(diàn)運行(háng)工況。

    對(duì)各回路電力儀(yí)表的(dí)電能(néng)集中抄表功能(néng)，並可生(shēng)成(chéng)時間段內符合(hé)客(kè)戶管(guǎn)理需求的(dí)用電報(bào)表。

    本技術條(tiáo)件(jiàn)適(shì)用(yòng)於(yú)上海(hǎi)財經大學的0.4KV配(pèi)電(diàn)室低壓(yā)櫃。供(gōng)方產品(pǐn)應(yīng)具有高安(ān)全性與可靠(kào)性，易於擴(kuò)展，便於維(wéi)修(xiū)與維護。供方提供(gōng)的產品(pǐn)應至(zhì)少(shǎo)滿足本(běn)技術條件，但(dàn)不(bù)僅於此(cǐ)，其(qí)技術性(xìng)能應滿足對(duì)配(pèi)電(diàn)室數(shù)據監控(kòng)的要(yào)求。

2  係統(tǒng)方案

    監(jiān)控(kòng)係統主(zhǔ)要實(shí)現上海(hǎi)財經大(dà)學新(xīn)建10/0.4KV變(biàn)電站的(dí)0.4kV配(pèi)電(diàn)係(xì)統進行(háng)用(yòng)電(diàn)監(jiān)控與電能管理(lǐ)。監控(kòng)範圍為(wéi)變電所T1，T2變壓(yā)器的低壓進綫櫃，聯絡(luò)櫃，饋(kuì)綫櫃儀(yí)表(biǎo)進行遠程實(shí)時監控和(hé)電能(néng)管理(lǐ)。係統接(jiē)入變電(diàn)所26隻ACR120EL多功(gōng)能電力(lì)儀(yí)表(biǎo),6隻REF611綜保及泰獅(shī)溫控(kòng)儀(yí)2隻(zhī)，分(fēn)6條總綫，總綫(xiàn)直接接(jiē)入本變(biàn)電所內采(cǎi)集設(shè)備；值班室(shì)位於(yú)變電所(suǒ)內，總綫直接上傳至變電(diàn)所(suǒ)主(zhǔ)機(jī)，從(cóng)而(ér)在(zài)監控(kòng)主(zhǔ)機上實現總(zǒng)綫(xiàn)上儀(yí)表(biǎo)與監控主機(jī)的數據(jù)連(lián)通(tōng)。

    現場拓撲結(jié)構(gòu)如下(xià)圖(tú)所(suǒ)示：站控(kòng)管理層，網(wǎng)絡(luò)通訊層(céng)和現(xiàn)場(cháng)設(shè)備層。

1）站控(kòng)管理層(céng)

    站控(kòng)管理層(céng)針對(duì)電力(lì)監控(kòng)係統的(dí)管理人(rén)員，是人(rén)機(jī)交互的直接窗口。在主(zhǔ)要指(zhǐ)置於(yú)值(zhí)班室(shì)的(dí)工控機，顯(xiǎn)示器，UPS等。

2）網絡(luò)通訊(xùn)層(céng)

    通訊層(céng)是由(yóu)儀(yí)表(biǎo)總綫經後232/485轉換器，連接至後台主機的232串(chuàn)口，從而將(jiāng)智(zhì)能電(diàn)力(lì)儀(yí)表(biǎo)的數據(jù)上(shàng)傳至係(xì)統後台。

    通(tōng)訊層(céng)的主(zhǔ)要功能是實(shí)現數(shù)據交(jiāo)互，使配電(diàn)係統(tǒng)管理集(jí)中(zhōng)化，信(xìn)息化(huà)，智能化，提高了配電(diàn)係統(tǒng)的(dí)安全(quán)性，可靠(kào)性和穩定性，達(dá)到了無(wú)人值(zhí)守的目(mù)的(dí)。

3）現(xiàn)場設備(bèi)層

    現場(cháng)設備層(céng)是數據(jù)采(cǎi)集終端，主(zhǔ)要由智能儀表(biǎo)組成，智能儀表通(tōng)過屏(píng)蔽(bì)雙絞(jiǎo)綫RS485接(jiē)口(kǒu)，采用MODBUS通(tōng)訊協議(yì)總綫型連(lián)接接(jiē)入(rù)通(tōng)訊(xùn)服(fú)務器，經(jīng)通訊服務(wù)器(qì)到達該(gāi)配(pèi)電間監(jiān)控(kòng)主(zhǔ)機進(jìn)行組(zǔ)網，實現遠程控(kòng)製。

智能儀(yí)表現場(cháng)連接(jiē)示(shì)意

    現場(cháng)儀表以(yǐ)手拉手方式通過屏蔽雙絞(jiǎo)綫(RVVSP2*1.0)進行通訊(xùn)連接，每根總(zǒng)綫(xiàn)連(lián)接智能儀(yí)表數量在(zài)20隻左(zuǒ)右(yòu)，然後將數據上傳(chuán)至串口(kǒu)服務器(qì)NPORT5610-8，進(jìn)而(ér)將(jiāng)數據(jù)上(shàng)傳至當地監控(kòng)終端(duān)。具體連(lián)接示(shì)意圖如(rú)下所示：

     低壓(yā)進綫和(hé)饋綫回(huí)路采(cǎi)用多功(gōng)能(néng)儀表，它能測(cè)量所有(yǒu)常規(guī)電力參數，如：三(sān)相(xiāng)電壓，電流，功率因(yīn)數，頻率，有功電度(dù)，無功電(diàn)度(dù)。

3  係統功(gōng)能

功能特點

    本係統采用全中文界(jiè)麵，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行(háng)穩定可靠。點擊相(xiāng)應(yīng)快捷(jié)按鈕(niǔ)即可進入相應的(dí)係統(tǒng)功能模塊；係統具(jù)有(yǒu)一次(cì)係統(tǒng)圖(tú)顯示(shì)，模擬圖顯示(shì)和(hé)網絡(luò)結構圖(tú)顯(xiǎn)示；係統提供了(liǎo)友(yǒu)好(hǎo)的(dí)人機交互(hù)界(jiè)麵(miàn)，一切(qiē)操(cāo)作均(jūn)可在界麵上進行，而且具有遠(yuǎn)程顯示(shì)功(gōng)能。

登(dēng)錄界麵

    進入監控(kòng)係(xì)統界麵(miàn)後，整體界(jiè)麵(miàn)分(fēn)為三塊(kuài)，標題界(jiè)麵(miàn)，主(zhǔ)係(xì)統界麵(miàn)和(hé)菜單(dān)切換(huàn)界(jiè)麵。

用戶(hù)管理(lǐ)

    為保障係(xì)統(tǒng)安(ān)全穩(wěn)定運(yùn)行，設置(zhì)了用戶權(quán)限管理功(gōng)能。通過用(yòng)戶權限管理能夠防止未(wèi)經授權(quán)的(dí)操作（如配電回(huí)路名(míng)稱(chēng)修(xiū)改(gǎi)等）。定義不(bù)同級別用戶(hù)的登錄名(míng)，密碼(mǎ)及(jí)操作權限，為(wéi)係(xì)統運行(háng)維護(hù)管理提供可(kě)靠的安全保障。將用(yòng)戶的級別(bié)分(fēn)為操作工，工程師，係統管理(lǐ)員這三個(gè)等級，每(měi)個(gè)等(děng)級可(kě)以單獨賦(fù)給不同(tóng)的(dí)操作(zuò)權限(xiàn)，包括(kuò)進(jìn)入運(yùn)行(háng)，退出運行，報表管(guǎn)理(lǐ)。

通(tōng)訊(xùn)狀(zhuàng)態

通訊狀態功能說明

     實(shí)時顯示(shì)接(jiē)入係統的(dí)各設備(bèi)的通(tōng)訊(xùn)狀(zhuàng)態(tài)，能(néng)夠(gòu)完(wán)整(zhěng)的顯示整(zhěng)個(gè)係(xì)統網(wǎng)絡結構，可在綫診(zhěn)斷係統網絡通(tōng)訊狀態，發生網絡(luò)故(gù)障時能自動在(zài)屏幕上(shàng)顯示(shì)故障單元和(hé)故(gù)障(zhàng)部位。從而方(fāng)便(biàn)係(xì)統維(wéi)護人員(yuán)實(shí)時掌(zhǎng)握現(xiàn)場(cháng)各設(shè)備(bèi)的通(tōng)訊狀(zhuàng)態(tài)，對出現異常的設(shè)備及時(shí)維(wéi)護，保(bǎo)證係統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

菜(cài)單切(qiē)換界麵(miàn)

    在軟件窗口底(dǐ)部是(shì)菜單切(qiē)換(huàn)界麵，該界(jiè)麵(miàn)排(pái)的7個按鈕為(wéi)係(xì)統(tǒng)各(gè)個功能切(qiē)換(huàn)按鈕(niǔ)。

    通過(guò)點擊菜(cài)單切換(huàn)界(jiè)麵(miàn)上的功能(néng)按鈕，就可(kě)進(jìn)入相應的功(gōng)能界麵(miàn)。

    在(zài)菜單(dān)切(qiē)換界麵(miàn)中含小化及(jí)退(tuì)出2個快捷功(gōng)能。本係統為了(liǎo)防止值(zhí)班(bān)人員(yuán)的(dí)操作(zuò)失(shī)誤(wù)導致程序(xù)的停止(zhǐ)運行，當選擇(zé)退(tuì)出時，係統(tǒng)將彈出(chū)警告窗(chuāng)口(kǒu)，如果點(diǎn)擊確認，則退出所(suǒ)有程(chéng)序(xù)；如果點(diǎn)擊取(qǔ)消，則不(bù)會對(duì)係統操作。

 配電(diàn)監(jiān)測(cè)

配(pèi)電監測(cè)功能(néng)說明(míng)

 詳細參數(shù)

    可查看(kàn)個配電(diàn)回路的分(fēn)布(bù)和連接情(qíng)況以及(jí)主要(yào)的電(diàn)參量。主要數據包括(kuò)：三相(xiāng)電流(liú)，三相電(diàn)壓，進(jìn)綫回路的(dí)功率，電能，功(gōng)率因數(shù)，回(huí)路(lù)名(míng)稱，和出(chū)綫回路的電(diàn)流(liú)，回路名稱。

    當選擇管理員(yuán)身份登(dēng)錄(lù)係統後，可在係統一(yī)次圖(tú)中點(diǎn)擊回(huí)路名(míng)稱，直(zhí)接對(duì)回路名稱進行(háng)修改，修(xiū)改後(hòu)係統會(huì)自(zì)動(dòng)保存(cún)，在(zài)此(cǐ)界麵(miàn)在此(cǐ)界麵可(kě)查看三(sān)相表的(dí)詳細參(cān)數(shù)。

    係統圖的各個回(huí)路(lù)圖標和母(mǔ)綫圖標在(zài)沒有通(tōng)電時會顯示綠色(sè)，上(shàng)電(diàn)後會顯(xiǎn)示(shì)紅(hóng)色，以此(cǐ)區(qū)分。

運行記(jì)錄(lù)

運(yùn)行記錄(lù)功(gōng)能(néng)說明

    點擊菜單(dān)欄的“運行(háng)記錄(lù)” 。

    設置時間控件(jiàn)的時(shí)間(jiān)，點(diǎn)擊(jī)查(chá)詢按(àn)鈕即可查詢歷史(shǐ)某(mǒu)時刻(kè)的(dí)兩台變壓器(qì)主回路(lù)的電(diàn)參量報表(biǎo)。主要數據包括：相電壓，相電流(liú)，功(gōng)率因(yīn)數(shù)，變(biàn)壓器溫度(dù)。

    該報表可以以電子(zǐ)表(biǎo)格(gé)的方式導出(chū)和(hé)具(jù)備(bèi)打(dǎ)印功能(néng).

電參(cān)量報(bào)表

電參量(liáng)報(bào)表功能說明

    實時(shí)電(diàn)力參(cān)數(shù)和歷(lì)史(shǐ)電(diàn)力(lì)參(cān)數的(dí)存儲(chǔ)和管(guǎn)理功(gōng)能，所(suǒ)有(yǒu)實(shí)時采(cǎi)集的數(shù)據，順(shùn)序(xù)事(shì)件記(jì)錄等均可保(bǎo)存到(dào)實時數據(jù)庫。在(zài)監控(kòng)畫麵中(zhōng)能夠自定義需(xū)要查詢(xún)的參(cān)數(shù)，查(chá)詢(xún)的(dí)時間段或(huò)選擇(zé)查詢(xún)最近(jìn)更新的記錄(lù)數等(děng)，並通(tōng)過(guò)報(bào)表(biǎo)方(fāng)式顯示(shì)出來(lái)。該功(gōng)能(néng)方便用戶(hù)進(jìn)行事故(gù)追溯查詢(xún)。

    設(shè)置(zhì)時(shí)間(jiān)控件的時(shí)間，點擊查詢(xún)按鈕(niǔ)即(jí)可(kě)查(chá)詢歷史(shǐ)某(mǒu)時刻(kè)的(dí)各個回路(lù) 的(dí)電參量報(bào)表(biǎo)。主要數據包(bāo)括(kuò)：三相電壓，三相電(diàn)流(liú)，有功(gōng)功(gōng)率(shuài)，無功功率，功(gōng)率(shuài)補償因數，電能。

    該報(bào)表(biǎo)包含所(suǒ)有的(dí)回路(lù)。幫(bāng)助用戶了(liǎo)解每個(gè)時刻係統運行中(zhōng)是(shì)否出(chū)現電(diàn)壓不穩(wěn)定，電(diàn)流越限，功率，功(gōng)率(shuài)因數是否(fǒu)符合要求。以次(cì)為(wéi)依據，對係統進(jìn)行(háng)更(gēng)好的管(guǎn)理和優(yōu)化(huà)。如(rú)有多(duō)張(zhāng)表格(gé)，可(kě)在表頁(yè)下(xià)端選擇(zé)切換(huàn)。

    該報(bào)表可以(yǐ)以電子(zǐ)表格的方式(shì)導出(chū)和具備打印功(gōng)能。

電能(néng)報表(biǎo)

 電能報(bào)表(biǎo)功(gōng)能說明(míng)

    點擊(jī)菜(cài)單欄上的(dí)“電(diàn)能報表” 。

    對(duì)用(yòng)電量的管理(lǐ)以報(bào)表(biǎo)形(xíng)式呈現，該報(bào)表可以呈(chéng)現係(xì)統運(yùn)行(háng)期(qī)間的(dí)任意(yì)時間段(duàn)內的各回(huí)路用電，每個進綫回(huí)路及它所(suǒ)帶(dài)的出綫回(huí)路製(zhì)作(zuò)在(zài)一(yī)張表內，可方(fāng)便查(chá)詢(xún)。如有(yǒu)多張(zhāng)表格，可在表頁下(xià)端(duān)選(xuǎn)擇(zé)切換。

    通過調節(jié)開始時間和(hé)結(jié)束(shù)時間，點(diǎn)擊“查詢”按(àn)鈕，即可顯(xiǎn)示此時(shí)間段(duàn)內的用電量，也(yě)可以(yǐ)以電子(zǐ)表格的形式(shì)導(dǎo)出(chū)和打印(yìn)。

電(diàn)流曲(qū)綫

電(diàn)流(liú)曲(qū)綫功能說(shuō)明(míng)

    對配電(diàn)係統總進綫(xiàn)回(huí)路（或(huò)重要(yào)負(fù)荷(hé)的出綫(xiàn)）設(shè)計(jì)了電流勢曲綫。便於配(pèi)電(diàn)維護(hù)人(rén)員(yuán)及時掌握用電(diàn)需求與(yǔ)供(gōng)電係統(tǒng)負荷(hé)占(zhān)比，確(què)保供電可(kě)靠性，為用戶(hù)單位(wèi)的(dí)用能(néng)權益(yì)提(tí)供(gōng)保障。借(jiè)助(zhù)該(gāi)功能(néng)，還(huán)可(kě)分(fēn)析(xī)用能(néng)需量的(dí)增長趨勢，適時調(tiáo)整需(xū)量(liáng)申(shēn)報，減(jiǎn)少因需(xū)量偏(piān)差(chà)過大造(zào)成的(dí)多餘繳(jiǎo)費。

    對配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)總進綫(xiàn)回路（或重要(yào)負(fù)荷的出(chū)綫(xiàn)）設(shè)計了電(diàn)流勢曲綫。便於配(pèi)電(diàn)維護(hù)人(rén)員及(jí)時(shí)掌(zhǎng)握用電需(xū)求與供電(diàn)係統(tǒng)負(fù)荷占(zhān)比(bǐ)，確保供(gōng)電(diàn)可(kě)靠性，為用(yòng)戶單位(wèi)的(dí)用(yòng)能權(quán)益提供保(bǎo)障。借助該功(gōng)能(néng)，還可(kě)分析(xī)用(yòng)能(néng)需(xū)量的增長(cháng)趨勢(shì)，適(shì)時調(tiáo)整(zhěng)需量申報(bào)，減少因需(xū)量(liáng)偏(piān)差過大(dà)造(zào)成(chéng)的多(duō)餘繳費(fèi)。電(diàn)流(liú)曲綫可(kě)以(yǐ)幫助(zhù)用(yòng)戶(hù)進(jìn)行(háng)電能質量(liáng)分(fēn)析和故(gù)障(zhàng)分析(xī)。

報警(jǐng)及事件(jiàn)

報警(jǐng)及事(shì)件(jiàn)二級菜單(dān)

實時(shí)報(bào)警(jǐng)

遙測(cè)實(shí)時(shí)報警功能

    實(shí)時報警窗口分為(wéi)“遙(yáo)測(cè)實時(shí)報(bào)警(jǐng)”，遙信實時報(bào)警，分(fēn)別監(jiān)測係(xì)統所(suǒ)采集(jí)的(dí)遙(yáo)測(cè)量和遙(yáo)信量。報警窗口會(huì)在係(xì)統運(yùn)行(háng)時(shí)自動打(dǎ)開(kāi)，並一直(zhí)隱藏在後台。

    當(dāng)有(yǒu)電流(liú)或者(zhě)電壓越限，並且觸及報警界(jiè)*，“相(xiāng)應實(shí)時報警”窗(chuāng)口就(jiù)會自動(dòng)彈出(chū)，並(bìng)以紅色(sè)字(zì)體(tǐ)顯(xiǎn)示具(jù)體(tǐ)的報警信息：回路(lù)名，越限(xiàn)的(dí)電參(cān)量(liáng)，報警(jǐng)值等。

歷史報警(jǐng)

遙測(cè)歷史報(bào)警(jǐng)查詢

    可查(chá)詢到(dào)過去任(rèn)意時間(jiān)段內的(dí)係(xì)統(tǒng)報(bào)警(jǐng)信息(xī)，包(bāo)括(kuò)遙(yáo)測報警和遙(yáo)信報(bào)警(jǐng)，還(huán)包(bāo)括具體的報(bào)警時(shí)間，報警類(lèi)型(xíng)，報(bào)警內容等。

4  結束(shù)語(yǔ)

    在當今(jīn)配(pèi)電(diàn)設施的應(yīng)用中，變電所的配電安(ān)全性至(zhì)關(guān)重要，本(běn)文(wén)介(jiè)紹的Acrel-2000電(diàn)力監控係統在上海財經大(dà)學(xué)10KV變(biàn)電站的應用，可以實現(xiàn)對變電所(suǒ)供(gōng)配電回路(lù)用電(diàn)的(dí)實時(shí)監控，不僅(jǐn)能顯(xiǎn)示回(huí)路(lù)用電狀(zhuàng)況，還具有網絡(luò)通訊(xùn)功能，可以與(yǔ)串口服務器(qì)，計算機等組成電(diàn)力監控(kòng)係(xì)統。係統實(shí)現(xiàn)對采集數據的分(fēn)析，處理(lǐ)，實時顯(xiǎn)示變(biàn)電所(suǒ)內各配電回(huí)路的(dí)運行狀態(tài)，對分合閘，負載越(yuè)限具有彈出(chū)報警(jǐng)對(duì)話框(kuàng)，語音提示(shì)，短信報(bào)警燈(dēng)，並(bìng)生(shēng)成各種(zhǒng)電能(néng)報(bào)表(biǎo)，分(fēn)析曲綫，圖形(xíng)等(děng)，便(biàn)於電(diàn)能(néng)的(dí)遠程抄(chāo)表(biǎo)以及(jí)分析(xī)，研(yán)究，該(gāi)係(xì)統(tǒng)運行安全(quán)，可靠(kào)，穩定(dìng)，為學校(xiào)解(jiě)決用電計量問題提供(gōng)了真(zhēn)實(shí)可靠的(dí)依(yī)據(jù)，取得了(liǎo)較(jiào)好(hǎo)的效(xiào)益。