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安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正
摘要:本文介紹基于Acrel-2000電力監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)電力儀表而設(shè)計實現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統(tǒng),系統(tǒng)實現(xiàn)了微機(jī)在配電室中無人管理的功能,省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性,提高了供電質(zhì)量和管理水平,具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞:CBD中央商務(wù)區(qū);電力監(jiān)控;PZ系列智能儀表;配電室無人值守
0引言
變配電(變電、配電)系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與設(shè)備相結(jié)合,將變配電系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、計量、供電工作有機(jī)地融合在一起,從而改進(jìn)供電質(zhì)量,力求供電安全、可靠、方便、靈活、經(jīng)濟(jì)、管理更為有效,提高服務(wù)水平,減少運行費用。
安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機(jī)、通訊設(shè)備、計量保護(hù)裝置等,為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以提供“監(jiān)控一體化"的整體解決方案,主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。
本文以北京首科大廈為例,探討電力監(jiān)控系統(tǒng)在CBD中央商務(wù)區(qū)中的應(yīng)用。
1項目介紹
首科大廈位于北京麗澤金融商務(wù)區(qū),該園區(qū)為北京市“一主一副三新四后臺"金融總體布局的重要組成部分,是繼CBD、金融街后北京市傾力打造的又一金融發(fā)展中心。首科大廈占地面積14589平米,總建筑面積106284平米,綠化4585平米,綠環(huán)率40%,使用率66%。A座高度95.7米,共26層, B座高度68.4米,共18層。
上海安科瑞電氣股份有限公司于2012年9月承接北京首科大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實施。
2用戶需求
本項目為首科大廈電力監(jiān)控項目,現(xiàn)場2個配電室,共180塊儀表網(wǎng)絡(luò)電力儀表。該項目為北京首科大廈變電所改造項目,供配電為高壓10kV、低壓400V配電,總共兩個變電所,即1#變電所和2#變電所,監(jiān)控值班室位于1#變電所,2#變電所與1#變電所之間相距大約500米。系統(tǒng)主要監(jiān)控低壓配電柜中安裝的智能儀表的狀態(tài)。通過組態(tài)軟件Acrel-2000,實現(xiàn)對現(xiàn)場儀表的實時監(jiān)測,并記錄歷史數(shù)據(jù)自動生成報表,以便查詢。配電系統(tǒng)中采用上海安科瑞的多功能智能儀表(PZ96L-E4/KC),通過Acrel-2000和部分其他硬件集成后臺監(jiān)測系統(tǒng),獨立穩(wěn)定運行,實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的電力監(jiān)控與電能管理。
3設(shè)計方案
現(xiàn)場設(shè)備全集中在2個配電室中,業(yè)主的電氣值班室就近安排在其中1個配電室,本系統(tǒng)監(jiān)控中心也安置在該值班室中。系統(tǒng)組網(wǎng)采用常見的3層結(jié)構(gòu),站控管理層、通訊管理層和現(xiàn)場設(shè)備層。
3.1參考標(biāo)準(zhǔn)
系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下所列制造和試驗標(biāo)準(zhǔn):
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
JGJ/T 16-92 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
GB/J63-90 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB/T13730 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
GBJ63-93 《電力裝置電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)程》
GB2887 《計算站場地技術(shù)要求》
GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB50254/59-96 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
3.2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)鋱D
為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求,配電現(xiàn)場安裝的安科瑞公司網(wǎng)絡(luò)電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手式相連至后臺主機(jī)內(nèi)的工業(yè)串口卡,實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集,存儲,處理,實時顯示以及歷史查詢,組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1
4 系統(tǒng)功能
上位機(jī)軟件采用Acrel – 2000電力監(jiān)控軟件,通過軟件進(jìn)行設(shè)備配置、數(shù)據(jù)庫變量配置、界面設(shè)計等,完成了在上位機(jī)軟件監(jiān)控及電力監(jiān)控的功能。
4.1配電系統(tǒng)一次示意圖: 0.4kV配電室配電回路運行狀態(tài)使用一次圖形式顯示,:0.4kV回路的母線電壓,進(jìn)線、母聯(lián)或發(fā)電機(jī)雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數(shù)和頻率;各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標(biāo)注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比,回路用途可由擁有管理員權(quán)限的用戶修改。0.4kV回路界面如下圖2、3所示:
圖2
圖3
4.2報表功能:通過報表功能可以查詢?nèi)我鈺r刻主要回路的全常規(guī)電參量數(shù)據(jù)、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關(guān)注的是用電量報表,用電量報表用于對租戶進(jìn)行電費收費計量以及與供電局?jǐn)?shù)據(jù)核對后進(jìn)行成本核算,如下圖4、5所示;
圖4
圖5
4.3趨勢曲線:Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面,通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢,方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。如下圖6所示。
圖6
4.4事故報警和追憶:電力監(jiān)控系統(tǒng)定義了所有配電回路過負(fù)荷及開關(guān)量變位實時報警和歷史報警查詢等功能,如下圖7所示,列表中列出報警發(fā)生和恢復(fù)的時間、回路名稱、回路編號、數(shù)據(jù)點、報警內(nèi)容和報警值等數(shù)據(jù)。
圖7
5 運行效果
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,智能電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為CBD中心商業(yè)區(qū)必然選擇,Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)完成以后,減少了電氣值班人員,實現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實時監(jiān)測;通過報警窗口的應(yīng)用,消除了電氣故障,遠(yuǎn)程的遙控操作,使值班人員更加安全,整套工作的實施也更加人性化。
6 結(jié)束語
本文以Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為核心,分析了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選型,以及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中,配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表具有實施簡明、投資少等顯著優(yōu)點,可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作,系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析,便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況,制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計劃,減少工作人員,提高效率。同時,根據(jù)建立的電能計量體系,可以了解、分析建筑總體能耗,提出降耗計劃,采取節(jié)能降耗措施,逐步提升用電效率。
之后,雖然Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供的是一套完整的數(shù)據(jù),具體用到生產(chǎn)管理當(dāng)中時,還需要人為的對數(shù)據(jù)進(jìn)行深刻的分析和加工。只有不斷的去運用這套系統(tǒng),才能從中發(fā)現(xiàn)它更多的益處。