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Technical Articles
趙娜
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定
摘要：隨著現代科技的發展，用戶端智能供配電系統已成為當今社會發展的必然趨勢，在變電所內安裝相應的智能儀表及系統來實時監控用電狀態，提高了供配電系統的安全、可靠及維護效率、降低維護的人工成本、實現了變電所部分供電的無人值守的自動化水平，為用戶節約電力維護成本。現就成都人居置業有限公司東苑小區項目中使用的Acrel-2000電力監控系統對供配電方面的自動化和智能化做簡要介紹。
關鍵詞：人居置業 小區配電 無人值守 電力監控 智能配電系統 配電自動化
0引言
現代工業技術的發展對配電系統運行的可靠性及其智能化管理提出了高的要求，而微處理器技術的廣泛應用及計算機系統可靠性的大幅度提高，使智能化電器元件得到快速發展，智能化電氣管理系統應運而生。安科瑞的Acrel-2000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺。該電力監控系統可以提供“監控體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業自動化組態軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。
本文以成都人居置業有限公司東苑小區為例，簡單介紹Acrel-2000電力監控系統實現居民小區項目中供配電系統自動化、智能化，同時提高供配電系統的安全可靠性，歷史數據可追溯性等功能。
1項目介紹
成都人居置業有限公司為成都市興城投資集團有限公司下屬的有全資子公司。公司成立于2004年8月31日，注冊資本6億元人民幣，主要經營業務有：房地產開發與銷售，物業管理等項目。成都人居置業有限公司東苑小區是由33幢分別為26、28、32層的電梯高層公寓組成，共6000多戶(其中期工程(A區)建設1282戶)，地下建筑1-2層的獨立車庫。區內交通、商業、銀行、小學、幼兒園、休閑娛樂、、農貿市場等配套設施將在小區整體建成時配套完畢。
建設方鑒于成本和實際使用性方面考慮，本次智能電力監控系統的監控范圍是東苑小區內的三幢高層公寓，先做試點，使用效果好再做推廣。此三棟公寓每棟內配有個變電所，以方便各公寓對其樓內的供配電進行分配和管理。為實現高層公寓內的配電自動化，提高居民用電的安全性、可靠性、合理性，建設方委托安科瑞電氣股份有限公司承建此項目的智能化配電監控系統。本電力監控系統項目包括1#配電室、2#配電室、3#配電室及發電機房四部分。其中1#配電室75個監控點位、2#配電室94個監控點位、3#配電室14個監控點位，發電機房9個監控點位，監控后臺放置在中控室。項目現場平面示意圖如下所示：
平面示意圖
2用戶需求
電壓、電流、功率、功率因數及頻率等監測信息實時刷新，并以次圖形式直觀動態顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、CT變比、電流越限值及開關狀態等信息。
對其負載繪制電流趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況
越限報警，針對客戶的特定回路來設置越限報警
對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表
報警事件記錄，便于維護人員來根據事件發生的時間性質對電路進行維護。
3設計方案
3.1參考標準
系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設計規范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
GB/T13730 《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》
GB2887 《計算站場地技術要求》
GB/50198-94 《監控系統工程技術規范》
3.2需求分析、系統結構設計
鑒于東苑小區的建筑規模，以及后續項目的可連帶發展的性質，安科瑞電氣股份有限公司系統部根據用戶的幾點需求對試點的三棟公寓做了細致的分析，并對該三棟公寓的智能配電系統的搭建做以下設計：成都人居置業有限公司東苑小區的所有監控點位現已安裝智能電力儀表，且均采用標準的Modbus-RTU協議。將現場安裝的智能儀表通過屏蔽雙絞線以手拉手式相連，通訊采集箱采用就地安裝的方式放置在各配電室內，以此確保信號采集的實時性和高分辨率性。2#、3#配電室和發電機房與中控室較近，距離均在40米內，數據通過通訊采集箱采集完成后經超五類線上傳至中控室監控后臺。1#配電室距離中控室約300米，為提高數據傳輸過程中的抗干擾性，確保設備的通訊長時間的穩定正常運行，通訊采集箱對數據就地采集完成后，經光纖將數據上傳至中控室的監控后臺。系統網絡拓撲圖如下所示：
系統拓撲結構圖
4 系統功能
上位機軟件采用Acrel-2000電力監控軟件，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。
4.1用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現配電系統的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。軟件登陸需要輸入正確的用戶名及密碼才能進入軟件功能窗口，登陸界面如圖1所示：
圖1
4.2 配電室監控畫面
電力監控系統主要實時監測配電室監控回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。 在監控畫面中可以直觀的看到每路回路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到出線側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度等。變電所的軟件界面如圖2所示：
圖2
4.3 系統網絡拓撲圖
系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。如圖3所示：
圖3
4.4 電流曲線示意圖
負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如圖4所示：
圖4
4.5 報警越線示意圖
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和負載進線監控，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限下可自由設置。具備歷史查詢功能。如圖5所示：
圖5
4.6 電能報表
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，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示現場某段時間內的各配電回路的用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如圖5所示：
圖6
4.7 報警事件記錄
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和負載進線監控，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限下可自由設置。具備歷史查詢功能。如圖7所示：
圖7
5實施效果對比
項目 | 人工 | 智能配電系統 |
| 人工巡視，1小時次，抄表1天2次，各回路時間不統，數據可追溯性差，設備故障時人員響應時間慢 | 計算機實時采集，50mS次，數據可追溯性強，故障報警及時，人員響應時間快 |
2、數據管理 | 紙質記錄，查詢時翻箱倒柜，年久易失，數據日期管理復雜，分散管理，手工定時備份，對連續數據備份不準確， | 計算機存儲，數據可存儲10年以上，查詢速度快，只需鼠標點，迅速準確。 |
6 結束語
隨著社會的發展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施、民用大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在成都人居置業東苑小區中的應用，可以實現對變電所低壓配電回路用電的實時監控和電能管理，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對模擬分合閘、負載越限具有彈出報警對話框及報警聲音提示，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。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用戶解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的社會效益。
參考文獻
[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中電力出版社
[2]《智能樓宇控制系統的設計與實施技術》， 黎連業、朱衛東、李皓，清華大學出版社
[2].《智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[》，周中， 北京. 機械工業出版社.
作者簡介：
趙娜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，: :
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