西安寶萊特光電器件有限公司電力監控系統的研究與應用

摘要：采用微機保護和多功能電力儀表、采集變電所內10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現場的各種電參量和開關信號。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監控系統實現配電所配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：工廠；用電監控 ;變電所 ;Acrel-2000;電力監控系統;

0 概述 

  西安寶萊特光電器件有限公司項目位于西安市長安區定昆池三路與上林苑五路路口東北角。

  本項目共有一間變配電間。變配電間有6臺10KV高壓柜。高低壓柜上安裝的AM4系列微機保護、PZ系列多功能儀表以及變壓器溫控儀和直流屏等設備采用RS485總線組網接入電力監控系統，系統主機安裝在值班室。

1 需求分析

  為保證生產管理用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對現場的10KV高壓配電柜進行電壓、電流、功率以及各開關量信號等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間。

數據采集

  自動采集現場所有10KV回路微機保護及多功能儀表等設備的模擬量數據，自動采集現場開關狀態以及故障狀態等開關量數據。

  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）。

  支持多線程處理機制，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。

  數據實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關斷合以及故障狀態直觀可見。

數據查詢與展示

  要求能方便實現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。

  數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權限管理

  要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

  系統要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環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。

故障報警

  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，現場微機保護與監控系統通訊故障等。報警時間自動記入系統數據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握西安寶萊特光電器件有限公司項目變電所配電回路的實時運行狀態，發現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案

  安科瑞Acrel-2000系統根據西安寶萊特光電器件有限公司項目現場實際情況，5臺微機綜保、5臺多功能儀表、1臺直流屏、3臺變壓器溫控儀采用屏蔽雙絞線分5根總線直接接至監控室操作臺內的8口串口卡上，保障了變電所電力監控系統傳輸的穩定性與實時性。如下圖所示：

系統結構拓撲圖

1）站控管理層

  站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在西安寶萊特光電器件有限公司項目中主要指置于監控室的監控主機。

2）網絡通訊層

  通訊層主要是由以總線網絡組成。總線網絡的主要功能是實現現場微機保護、高壓多功能儀表以及直流屏和溫控儀與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

  現場設備層是數據采集終端，主要由10KV配電柜上的微機保護裝置、高壓多功能儀表以及直流屏和溫控儀組成，智能設備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線連接接入監控主機進行組網，實現遠程控制。

微機保護裝置及電力儀表等現場連接示意

  現場微機保護裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接微機保護數量5只左右，電力儀表25只以內。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3  系統功能

  配電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測西安寶萊特光電器件有限公司項目變電所內所有配電回路的運行狀態。在系統圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜的運行參數和狀態，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等。

通訊結構示意圖

  事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為值班人員提供依據并且分析事故發生的原因。

  參數抄表功能，主要對10KV配電柜的電參數進行查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。

電參量報表

  用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段分回路的電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。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，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。

  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，綠色表示通訊異常。

通訊結構示意圖

  負荷曲線界面，可以查詢各個回路的歷史功率負荷曲線。

  電流上限報警值設置，可以自由設置各個回路每相電流的上限值，當回路的運行電流超過設定值時，彈出報警提示。如下圖所示：

電流上限設置

  權限管理，可以給不同的用戶設置不同的權限，防止越權操作。

4  結束語

  在當今配電設施的應用中，工廠建筑的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在西安寶萊特光電器件有限公司項目的應用，可以實現對配電所供配電回路用電的實時監控。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示中心配電室內各10KV配電柜回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了大型公共建筑的用電可靠度。