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劉細(xì)鳳
1安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;
摘要:介紹百事亞洲研發(fā),采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞:百事亞洲研發(fā) ;配電所 ;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);
概述
百事亞洲研發(fā)在漕河涇開發(fā)區(qū)浦江高科技園。該研發(fā)是百事公司在北美之外zui大的*研發(fā),也是百事公司在整合性的食品和飲料研發(fā)之,在百事公司研發(fā)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮舉足輕重的作用。
百事亞洲研發(fā)占地約25畝,建筑面積近2萬(wàn)平方米,配備了技術(shù)的烹飪和試驗(yàn)廚房,致力于開發(fā)適合亞洲消費(fèi)者口味及喜好的食品和飲料。還設(shè)有個(gè)測(cè)試生產(chǎn)工廠,使研發(fā)者得以快速測(cè)試新產(chǎn)品,支持百事公司加速在中和其它成長(zhǎng)中亞洲市場(chǎng)進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新。
本次項(xiàng)目承接其的變配電所部分監(jiān)控系統(tǒng)。
1 需求分析
為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的低壓配電柜、供電變壓器等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常,能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)警,有關(guān)人員采取必要的措施,避免事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力,功率趨勢(shì)曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間,方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改。
本技術(shù)條件適用于百事亞洲研發(fā)的變配電所。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件,但不于此,其技術(shù)性能應(yīng)滿足對(duì)配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
數(shù)據(jù)采集
自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有電量?jī)x表的模擬量數(shù)據(jù),自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集(定時(shí)采集)可配置周期(1分鐘~24小時(shí))。
支持多線程處理機(jī)制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式,各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見(jiàn)。
數(shù)據(jù)分析與處理
數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能:
各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。
統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量。
數(shù)據(jù)查詢與展示
要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級(jí)管理人員的查詢,查詢界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對(duì)比分析,各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)表等多種圖表方式直觀的展示功能。
數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限,分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。
權(quán)限管理
要求對(duì)不同用戶賦予不同角色的權(quán)限,能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶控制機(jī)制,能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù),防止信息的丟失、失竊和破壞。
參數(shù)設(shè)置
可通過(guò)采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護(hù)整定值。
故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流超限,現(xiàn)場(chǎng)采集模塊通訊故障,與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),方便用戶查詢,工作人員可隨時(shí)掌握變配電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理,提高變配電的管理效率,提升電力系統(tǒng)性、可靠性。
2 系統(tǒng)方案
安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)百事亞洲研發(fā)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至配電所的數(shù)據(jù)采集器然后直接接至開閉所的監(jiān)控主機(jī),保障了配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。
現(xiàn)場(chǎng)變配電所共計(jì)9只ACR330EL/H,61只ACR220EL,4只M5綜合保護(hù)裝置,分為5條RS485總線接至變配電所的數(shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器直接通過(guò)超五類網(wǎng)線接至值班室的監(jiān)控主機(jī)。
1)站控管理層
站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員,是人機(jī)交互的直接窗口。在百事亞洲研發(fā)工程中主要指置于配電所的監(jiān)控主機(jī)。
2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由Nport5610-8臺(tái)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。Nport5610-8數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能儀表;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,極大提高了配電系統(tǒng)的性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達(dá)到了無(wú)人值守的目的。
3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端,主要由智能儀表組成,智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意
現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接,每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右,不同種類的智能裝置連接在不同的總線上,然后將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)采集器Nport5610-8,進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示:
進(jìn)出線回路均采用ACR多功能液晶顯示儀表,其是針對(duì)電力系統(tǒng)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,它能測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度。
3 系統(tǒng)功能
配電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài),可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示:
配電所次系統(tǒng)圖
回路詳細(xì)電參量
事件告警記錄功能,主要完成對(duì)查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間,為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因,如下圖所示:
報(bào)警功能實(shí)時(shí)查詢
諧波監(jiān)測(cè)功能,主要對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測(cè)。例如配電系統(tǒng)維護(hù)人員可以通過(guò)諧波分析界面掌握配電系統(tǒng)的諧波含量,及時(shí)采取相應(yīng)的措施提高配電系統(tǒng)的可靠性,減少因諧波造成的供電事故的發(fā)生。能夠以列表方式和柱狀圖方式顯示三相電壓、三相電流的2-31次諧波含量百分比及總諧波含量的百分比。
諧波監(jiān)測(cè)
參數(shù)抄表功能,主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢百事亞洲研發(fā)配電所變壓器進(jìn)出線各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示
電參數(shù)抄表
用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢,支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示配電回路的用電量,用戶可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示:
電能報(bào)表
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。綠色表示通訊正常,紅色表示通訊故障。下圖為配電所通訊狀態(tài)示意圖。
通訊結(jié)構(gòu)示意圖
負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線,點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示:
趨勢(shì)曲線圖
4 結(jié)束語(yǔ)
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中,公建辦公大樓項(xiàng)目的配電性至關(guān)重要,本文介紹的Acrel-2000電能管理系統(tǒng)在百事亞洲研發(fā)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與通訊管理機(jī)、計(jì)算機(jī)等組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示配電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語(yǔ)音提示、短信報(bào)警燈,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究,該系統(tǒng)運(yùn)行、可靠、穩(wěn)定,為大型公建解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。
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作者簡(jiǎn)介:劉細(xì)鳳,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司