電力監(jiān)控軟件在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙穎濱1　王曉明2　何新偉2

1.上海核工程研究設(shè)計院 上海市 200233

2.上海安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

    0　 引言

    當(dāng)前，國內(nèi)很多建筑配電仍普遍采用干式變電器配以低壓電纜分接箱實現(xiàn)分散供電，給整個系統(tǒng)的運行管理帶來了很多的不便。計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的日趨成熟，配電系統(tǒng)測量、控制等功能智能化、網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展的必然趨勢，配電系統(tǒng)運行中的各種問題可以通過微機全面解決。

    智能化配電系統(tǒng)由開關(guān)配以具有通信功能的智能化元件，經(jīng)數(shù)字通信與計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)對分散分布的低壓電纜分接箱內(nèi)開關(guān)設(shè)備運行進(jìn)行自動化管理。系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制及設(shè)備維護(hù)信息管理等功能。

    1　 項目概況

    上海核工程研究設(shè)計院是隸屬于中國核工業(yè)集團公司的重點研究設(shè)計單位,該院新建大樓系統(tǒng)分為配電室和樓層部分，配電室高壓部分采用ACR330ELH采集諧波數(shù)據(jù)，WHD72采集溫濕度數(shù)據(jù)；低壓進(jìn)線側(cè)采用ACR320ELH采集諧波、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)， ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表采集測量電流，開關(guān)狀態(tài)由輔助觸點接入ACR220EK儀表的DI（開關(guān)量輸入）接口。樓層部分由ACR220E采集電能數(shù)據(jù)。所有電參量數(shù)據(jù)由儀表的通訊接口經(jīng)RS-485總線傳給上位機，實現(xiàn)遙測、遙控和遙信功能。

    2　 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    上海核工院電力監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1。系統(tǒng)多采用分布式結(jié)構(gòu)，按功能或區(qū)域進(jìn)行劃分，模塊化設(shè)計。整個系統(tǒng)一般分為三層，即現(xiàn)場層、中間層、主控層。

    現(xiàn)場層主要任務(wù)是將現(xiàn)場的各種配電系統(tǒng)的運行參數(shù)進(jìn)行采集和測量，并將采集和測量的各種數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控系統(tǒng)。其主要設(shè)備是：ACR330ELH、ACR320ELH諧波表，WHD72D溫濕度儀表、 ACR220EK網(wǎng)絡(luò)電力儀表，裝設(shè)在現(xiàn)場的電纜分接箱內(nèi)。上述設(shè)備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，所有儀表都具備RS-485 通信接口，通過現(xiàn)場的RS-485總線將檢測到的各項電參數(shù)和狀態(tài)信號實時傳輸?shù)街虚g層的數(shù)據(jù)處理單元。

    中間層位于現(xiàn)場層與主控層之間，由光電隔離器、串口服務(wù)器構(gòu)成，現(xiàn)場485總線通過光電隔離器串口服務(wù)器與交換機相連，完成現(xiàn)場層設(shè)備與主控計算機之間的網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)接、數(shù)據(jù)交換。

    主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業(yè)級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監(jiān)控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控。

圖1　系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

    上海核工院新建樓層監(jiān)控中心位于1層消控室，配電室位于地下2層車庫，距離不超過1200米，直接通過鋪設(shè)RS-485總線進(jìn)行通訊即可，考慮到現(xiàn)場地理位置及走線方便合理等問題，采用8路RS-485網(wǎng)絡(luò)可將所有配電室監(jiān)控點覆蓋；樓層部分考慮到走線方便問題，采用3路RS-485網(wǎng)絡(luò)，通過豎井、吊頂拉到消控室。

    3　 Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件解決方案

    Acrel-3000電力監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，比如在分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，所有應(yīng)用（例如趨勢曲線、報警等）對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的引用方法與引用本地數(shù)據(jù)完全相同，通過“組態(tài)”的方式可以縮短自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，提高集成效率。

    該系統(tǒng)實施后，實現(xiàn)了各類用電設(shè)備的電能報表，各用電回路的實時電參量遙測，重要回路的電能質(zhì)量（含諧波）分析，以及重要回路的負(fù)荷用電趨勢等功能，圖表分別見圖2、圖3、圖4。

圖2　實時電參量遠(yuǎn)程抄表