概述

電力監(jiān)控系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、智能測(cè)控單元為基本工具，為變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，在變配電監(jiān)控中發(fā)揮了核心作用，可以幫助企業(yè)消除孤島、降低運(yùn)作成本，提高生產(chǎn)效率，加快變配電過(guò)程中異常的反應(yīng)速度。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司系天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)的全資子公司，創(chuàng)立于2005年12月15日，注冊(cè)資本6300萬(wàn)元人民幣，位于中國(guó)安徽省阜陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，是以污水處理為主營(yíng)業(yè)務(wù)的水務(wù)投資及運(yùn)營(yíng)企業(yè)，負(fù)責(zé)安徽及周邊的水務(wù)環(huán)保建設(shè)，積極打造中部地區(qū)水務(wù)旗艦式企業(yè)，擁有國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的環(huán)境污染治理設(shè)施運(yùn)營(yíng)(生活污水甲級(jí))和自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)(水)兩項(xiàng)資質(zhì)，同時(shí)公司以規(guī)范、科學(xué)為準(zhǔn)則，順利通過(guò)了ISO9001質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)境管理體系、OHSAS18001職業(yè)健康安全管理三項(xiàng)體系認(rèn)證。

阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司原供配電狀況：

1) 兩路10kV進(jìn)線，一用一備，需將其工作狀態(tài)納入智能配電監(jiān)控系統(tǒng)；

2) 兩路10kV出線；

3)0.4kV側(cè)配電柜共計(jì)11臺(tái)，2臺(tái)進(jìn)線柜、4臺(tái)無(wú)功柜、1臺(tái)聯(lián)絡(luò)柜、其他配電柜4臺(tái)，主要包括9個(gè)供電回路(1~5#鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)房、預(yù)處理、辦公樓、污泥脫水間已安裝電能計(jì)量表在統(tǒng)一的箱體內(nèi)進(jìn)行電能計(jì)量，但該表計(jì)無(wú)法遠(yuǎn)傳至后臺(tái)系統(tǒng))。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2012年8月承接了阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)智能配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，為該項(xiàng)目定制的電力監(jiān)控系統(tǒng)為Acrel-2000。該電力監(jiān)控系統(tǒng)是在阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司原有變配電柜基礎(chǔ)上增加帶通訊接口的安科瑞多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表，將電網(wǎng)用電參數(shù)遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理的一個(gè)高低壓配電改造項(xiàng)目。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有10KV變配電所實(shí)施改造，建立一套比較規(guī)范的變配電所電力監(jiān)控系統(tǒng)，以便于掌握進(jìn)線供電質(zhì)量、故障情況、廠內(nèi)負(fù)荷變化等，提高變電所運(yùn)行的安全性，同時(shí)監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與存貯、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、數(shù)據(jù)發(fā)布與遠(yuǎn)傳；以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)為依據(jù)，為阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司的能源監(jiān)控與節(jié)能提供有效手段，實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能并提高能源管理水平。

客戶需求

n 監(jiān)控并記錄兩路10kV配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，能夠?qū)﹄妷?、電流、頻率、電能計(jì)量、功率因數(shù)以及供電連續(xù)性等性能參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，并實(shí)現(xiàn)事故異常報(bào)警、事件記錄和打印、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的整理和打印、電能量管理、負(fù)荷監(jiān)控及查閱歷史數(shù)據(jù)的功能，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和圖形曲線以供直觀分析。

n 出于成本考量，10kV出線處的計(jì)量取消，數(shù)據(jù)參考0.4kV進(jìn)線處數(shù)據(jù)。

n 監(jiān)控并記錄兩路0.4kV進(jìn)線柜的供電質(zhì)量，能夠?qū)﹄妷骸㈦娏?、頻率、電能計(jì)量、功率因數(shù)以及供電連續(xù)性等性能參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，并實(shí)現(xiàn)事故異常報(bào)警、事件記錄和打印、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的整理和打印、電能量管理、負(fù)荷監(jiān)控及查閱歷史數(shù)據(jù)的功能，形成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和圖形曲線以供直觀分析。

n 對(duì)九個(gè)0.4kV饋電線路的電能進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量，歷史數(shù)據(jù)形成圖形曲線可供查閱。

n 四個(gè)電容補(bǔ)償柜，其中兩個(gè)為主柜，兩個(gè)為輔柜。用戶使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，主柜的容量已滿足其需求，故僅要求監(jiān)控2個(gè)主柜數(shù)據(jù)。

n 可考慮統(tǒng)一的視屏顯示界面。

項(xiàng)目改造實(shí)施情況：

  1)高壓系統(tǒng)：依據(jù)原高壓系統(tǒng)圖以及客戶對(duì)10kV側(cè)供電質(zhì)量的監(jiān)控及記錄需求，在兩路進(jìn)線處各加裝1只ACR330ELH儀表，該儀表功能強(qiáng)大，LCD顯示、全電參量測(cè)量(U、I、P、Q、PF、F、S)；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量(含負(fù)序電流)測(cè)量；4DI+3DO(DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報(bào)警)；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約；

2)0.4kV系統(tǒng)：

 a)0.4kV進(jìn)線及饋線：由于九個(gè)0.4kV饋電線路原已安裝儀表，該儀表無(wú)通訊遠(yuǎn)傳功能，應(yīng)客戶要求重新加裝安科瑞智能儀表，以便接入后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)客戶的功能需求(對(duì)九個(gè)低壓饋電線路、兩個(gè)低壓進(jìn)線回路的電能進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量，歷史數(shù)據(jù)形成圖形曲線可供查閱)，同時(shí)考慮到改造實(shí)施成本及簡(jiǎn)易度，在低壓柜內(nèi)加裝了安科瑞AMC16B-3E3/K多回路監(jiān)控裝置；該儀表可測(cè)量3路三相I、U、P、Q、F；有功、無(wú)功電能計(jì)量；9DI+1DO、LCD顯示、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；為導(dǎo)軌式安裝，大大方便了系統(tǒng)的接線、安裝及調(diào)試；為用戶節(jié)約投資的同時(shí)，降低了系統(tǒng)的成本；

  b)0.4kV無(wú)功柜：應(yīng)客戶需求，在原有2臺(tái)無(wú)功柜上加裝安科瑞ARC-12/J無(wú)功補(bǔ)償儀，該儀表為嵌入式安裝，具有12路控制、過(guò)壓保護(hù)、諧波保護(hù)、投切延時(shí)設(shè)定的功能，同時(shí)具有12DI輸入；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議。

設(shè)計(jì)參照的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)

l GB2887-2000 《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》

l GB/T13729-2002《遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

l DL478-2001《靜態(tài)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》

l DL/T400-2010 《繼電器和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

l DL/T 814-2002 《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

l DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

l DL/T721-2000《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

l DL/T770-2001《微機(jī)變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

l GB/T50063-2008《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

l GB-14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》

l GBJ232-2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》

l GB/T15145-2001《微機(jī)線路保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》

l GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤(pán)、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》

l GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

l GB/T17626.5《浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)》

l DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

l IEC-61131-3《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

友好的人機(jī)交互界面(HMI)

系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示高、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況。主畫(huà)面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互接口并實(shí)時(shí)刷新。

圖1 阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-高壓一次圖

圖2阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-低壓一次圖

圖3阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-通訊示意圖

數(shù)據(jù)采集處理

Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)(包括三相電壓、電流、開(kāi)關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等)，將采集到的數(shù)據(jù)直接顯示或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示(總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因子上下限等)，并對(duì)重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。

趨勢(shì)曲線分析

系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析接口，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線接口分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

圖4阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-趨勢(shì)曲線分析圖

報(bào)表管理

系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)?？勺?/span>動(dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的時(shí)、日、月、年度報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。

圖5阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-報(bào)表管理示意圖

事件記錄和故障報(bào)警

系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

圖6阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司-報(bào)警示意圖

結(jié)束語(yǔ)

本文以阜陽(yáng)創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司供配電智能監(jiān)控系統(tǒng)為核心，采用智能電力儀表對(duì)公司原有配電現(xiàn)場(chǎng)的改造，通過(guò)總線型組網(wǎng)方式，將現(xiàn)場(chǎng)各種電參量集中采集，上傳至后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)，進(jìn)行智能化組網(wǎng)，分析了Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的功能。電力監(jiān)控系統(tǒng)方便的監(jiān)控了配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于維護(hù)人員明確設(shè)備運(yùn)行狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃，減少工作人員，提高工作效率。為公司節(jié)約大量人力成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了公司配電系統(tǒng)智能化。