數(shù)字產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應用

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司  上海  嘉定  201801

摘要：介紹國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)配電室配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

關鍵詞：國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng); 

0 概述 

    國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗，英文：NETC，National Digital Electronic Product Testing Center。位于深圳市南山區(qū)，是國家質(zhì)檢總局在深圳設立的第一個國家ji數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗。該依托深圳市計量質(zhì)量檢測研究院雄厚的人才、技術(shù)、裝備，總投資近3億元。國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗規(guī)劃用地1．2萬平方米，設有涉及產(chǎn)品性、電磁兼容性、環(huán)境可靠性、節(jié)能環(huán)保性、射頻技術(shù)、電信終端界面檢測、有害物質(zhì)檢測等8個專業(yè)實驗室。國檢將成為為企業(yè)提供質(zhì)檢的新窗口和新平臺。投入使用后的國檢將全力推進監(jiān)督抽查、風險監(jiān)測和質(zhì)量分析等各項工作，為綜合管理和行政執(zhí)法提供強有力的技術(shù)支撐，解決企業(yè)參與國際分工時在不同區(qū)域市場上所遇到的產(chǎn)品質(zhì)量問題，力助深圳企業(yè)成功進入全球市場，護航“深圳制造”，為企業(yè)創(chuàng)新提供“一站式”檢測技術(shù)服務。

    安科瑞電氣股份有限公司為國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗變電所低壓室配電工程提供電力監(jiān)控系統(tǒng)，保證變配電的運行的可靠性。

    本次項目主要涉及國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中配電室內(nèi)的網(wǎng)絡多功能儀表，監(jiān)控主機位于2層的值班室。

1 需求分析

    為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實時監(jiān)控。需要對項目現(xiàn)場的配電室中進線及出線回路進行電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據(jù)。

    本技術(shù)條件適用于國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗配電室。供方產(chǎn)品應具有高性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。供方提供的產(chǎn)品應至少滿足本技術(shù)條件，但不僅限于此，其技術(shù)性能應滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集

自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關量數(shù)據(jù)。

支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

支持數(shù)據(jù)傳輸正確性檢驗，異常數(shù)據(jù)自動處理。

支持多線程處理機制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設備進行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)實時顯示采用配電箱主接線圖直觀顯示模式，各回路開關斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)分析與處理

數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計、分析需要實現(xiàn)以下功能：

各設備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。

各設備的用電負荷（有功、無功）最大、最小、平均值計算。

統(tǒng)計各分站及整體的用電量（有功、無功）。

數(shù)據(jù)查詢與展示

要求能方便實現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報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。

操作層具備用能分析、累計用量、實時監(jiān)測、運行記錄及比例、對比、對標分析等功能。

管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、分類分項的對比、對標分析等功能。

決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導入/導出等功能。

權(quán)限管理

要求對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制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

節(jié)能改造及效果評估

要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐，并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。

參數(shù)設置

可通過采集柜設置各回路互感器變比，各種電流電壓保護整定值。

故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場采集模塊通訊故障，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握變配電站實時運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應處理，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)國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗現(xiàn)場實際情況，整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至配電室的監(jiān)控主機，保障了電力監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。

1）站控管理層

站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗工程中主要指置于地下一層配電室的監(jiān)控主機。

2）網(wǎng)絡通訊層

 通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡組成。串口服務器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(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，真正達到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層是數(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器，經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程控制。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3  系統(tǒng)功能

    變電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(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、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示：

一次系統(tǒng)圖

    遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權(quán)限下可自由設置。       

    事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內(nèi)出現(xiàn)的報警信息事件記錄以及發(fā)生時間，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：

 報警功能實時查詢

    參數(shù)抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。該報表查詢國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗配電室進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。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

電參數(shù)抄表

    用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

    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)，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

4  結(jié)束語

    在當今配電設施的應用中，項目的配電性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在國家數(shù)字電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的應用，可以實現(xiàn)對配電室供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行、可靠、穩(wěn)定，為該項目解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的效益。

參考文獻：

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風

[3]《電力監(jiān)控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地

作者簡介：

劉細鳳，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司