Acrel-2000電力監控系統在成都高新孵化園改造項目的應用
0 引言
九十年代中后期隨著計算機、網絡、通信技術的發展，以及微機型繼電保護裝置的大量采用和變電站監控系統在功能和可靠性方面的逐漸完善和提高，變電站監控系統在新建和擴建的變電站建設中得到較為廣泛采用。該系統通常采用分層分布式結構，按間隔設計，擴充性好，安裝比較方便，各種控制電纜直接到繼電保護小室，小室內I/O單元通過現場總線連接，并與站控層通過光纖連接，抗干擾能力強，大大地減少了控制電纜的使用和敷設數量。
本課題提出了利用上海安科瑞電氣股份有限公司網絡電能管理儀表和Acrel-2000組態軟件研制了一套適用于辦公樓的高、低壓配電的集中監控系統。該課題的研究和實施，可實現辦公樓高低壓變電所的用電數據集中管理。對于提高供電系統的可靠性和經濟運行指標，促進供電系統管理的科學化、現代化，有著非常重要的現實意義。
1 項目概況
成都高新孵化園位于高新區天府大道北段1480號，地處天府新城核心地段，距成都雙流機場僅10分鐘，距天府廣場僅15分鐘，道路暢通，交通發達。根據高新區城市規劃，未來成都超甲級商務寫字樓將在此鱗次櫛比，共享尖端寫字樓優勢配套資源，商務形象比肩全球商務氛圍。另外這一片區也將成為成都乃至西部金融機構聚集核心區，集住宅區、城市公園、shoppingmall、專賣店、精品餐廳、星級酒店、企業家club、金融會所、金融博覽等全面商業配套為一體、共同構建的多功能城市綜合體。
本項目為改造項目，供配電分為高壓和低壓部分，高壓10kV配電為主，而低壓部分以10/0.4kV變電站及低壓配電為主。針對高新孵化園高壓配電房和低壓配電房（其中2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房）、452個監測點、346個待改造回路進行設計改造。監控室設置在高壓配電房值班室內。
系統采用分層分布式結構，在高壓配電房設置一臺4口的通訊管理機，采用RS485總線將網絡儀表接入通訊管理機，直接與交換機相連，進行數據上傳；在每個低壓配電室設置一臺16口通訊管理機，采用RS485總線將網絡儀表接入通訊管理機，再通過光纖傳輸，將采集的所有現場設備的數據傳至監控主機，實現遠程電參量實時監測。
2 用戶需求
根據與甲方溝通，共同確定現場系統需求如下：
1、實時數據采集功能及處理：系統能夠對現場現有的遙測量、遙信量等進行實時和定時數據采集，定時數據可根據設定的時間間隔自動轉存硬盤，生成歷史數據庫。
2、屏幕顯示功能：系統動態刷新顯示主接線圖，對各開關運行狀態，在線運行參數，網絡通訊狀態，曲線趨勢等采用模擬圖的方式實時顯示。運行狀態監視圖分為主接線圖（主畫面、分畫面）、負荷曲線圖以及用戶推出的其它需要顯示的運行狀態畫面。
3、報表記錄及打印功能：系統可以定時、隨機、召喚打印各類故障及事故報警信息打印、事件順序記錄打印、報表及曲線等。
4、報警功能：當出現開關事故變位、遙測越限、保護動作、開關跳閘時，系統能發出聲音報警，并在主界面上顯示報警內容，報警聲音根據報警信號的不同而不同。
5、歷史數據管理功能：周期性存儲運行數據，保存操作記錄、設備運行狀態、保護動作記錄、事故記錄等信息，形成完備歷史數據庫。
6、用戶管理功能：系統提供完善的用戶權限及口令控制，對不同等級的用戶設置不同的查看環境，方便用戶管理。
3 設計方案
上海安科瑞公司根據成都高新孵化園改造項目的實際情況為其選用了Acrel-2000電力監控系統。
3.1 Acrel -2000符合的標準
本技術方案以現行國家及電力行業的有效標準為依據，國標未列入部分應參考IEC最新標準和規范。如標準間有矛盾時，應以較高標準為準。
GB2887-2000 《計算站場地技術要求》
GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術條件》
DL478-2001 《靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術規程》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統功能規范》
DL/T634-2002 《遠動設備和系統傳輸規約基本遠動任務配套標準》
DL/T721-2000 《配電網自動化系統遠方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術規程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質量驗收規范》
GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》
GB/50198-2011 《監控系統工程技術規范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
DL/T5003-2005 《電力系統調度自動化設計技術規程》
IEC-61131-3 《圖形可編程標準》
3.2 Acrel-2000設計方案
圖1 高新孵化園系統拓撲圖
圖1為安科瑞電氣股份有限公司為高新孵化園系統設計的Acrel-2000變配電監控系統拓撲圖，現場中IO設備的通訊線纜均采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線，2#樓、4#樓、12#樓低壓配電房距離高壓值班室距離比較遠，均采用單模光纖上傳數據，然后通過交換機將數據上傳至Acrel-2000電力監控后臺。
高新孵化園監控范圍主要包括：高壓配電房、2#樓低壓配電房、4#樓低壓配電房、12#樓低壓配電房內的所有智能裝置。
4 項目難點
a、項目施工難點：高新孵化園項目是在原有設備的基礎上對辦公區域進行改造，由于原有設備早已完工，現要把原有帶通訊的設備也納入我司系統中，在施工方面比較繁瑣，因為原有的橋架、天花板都已封裝完畢，需要在現場與協調人員進行溝通，在不損壞原有設施的情況下對現場通訊線纜進行鋪設，施工周期比較長，難度也大。
b、軟件采集難點：在該項目改造過程中，有5臺原有綜合保護也要納入系統中，由于該裝置屬于許繼廠家早期的產品，通訊協議是許繼內部協議，不是標準的國家協議，必須重新編寫驅動程序方能采集，安科瑞電氣股份有限公司經過和許繼協調，編寫驅動程序，完成了綜合保護采集工作。
5 系統功能
5.1 系統主界面
系統開機后會自動進入操作系統和配電監控系統。本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠的特點。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統具有人機界面友好，顯示數據直觀，方便用戶查閱。
圖2
圖2為高新孵化園項目上高壓配電房一次界面圖形，值班人員可以查看現場電流、電壓、遙信、報警等信息，通過登錄高級用戶可以查看回路定值設置信息，支持遠程遙調功能。點擊每個回路電流顯示數據時，可以彈出該回路歷史及實時曲線查詢界面，方便用戶對負荷趨勢曲線的查詢。
5.2 報表查詢功能
系統采集的三相電流，按照回路名稱的不同，自動生成自定義報表，并有報表打印功能，可對某一回路的某一時間段內的三相電流/單相電流進行查詢與打印，同時這些報表也能以Excel的格式導出。如下圖3查詢的為2#樓電流查詢報表。
圖3
5.3 趨勢曲線功能
曲線趨勢：實現了用戶所要求的通過對各配電回路的電流繪制趨勢曲線，分析該回路配電運行狀況。曲線可對測量數據量程進行設置，還可設置開始時間和時間間隔，方便用戶進行任意時間的曲線查看。如下圖4顯示的為南樓一至五層照明趨勢曲線圖形。
圖4
5.4 系統遙信狀態報警
系統在配電系統過負荷運行時，會及時發出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
5.5 通訊狀態
系統監控現場所有點的通訊狀態，紅色和綠色分別代表儀表通訊異常和正常，便于用戶查看各監測點通訊狀態。
5.6 用戶權限管理
針對不同級別的用戶，設置不同的權限，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。
6 運行效果
6.1 項目施工前：
故障后查找問題點，分析問題耗費人力物力；項目施工后：實時監測用電參數，歷史曲線分析，實時報警聲光提示，報警歷史查詢，可具體到某線路，報警時間，故障類型。
故障后查找問題點，分析問題耗費人力物力；項目施工后：實時監測用電參數，歷史曲線分析，實時報警聲光提示，報警歷史查詢，可具體到某線路，報警時間，故障類型。
6.2 項目施工前：
用電調度負載投入使用不明確，耗費資金大；項目施工后：可以隨時查看各個饋線回路的負載情況，方便工程人員對現場負載合理管理。
用電調度負載投入使用不明確，耗費資金大；項目施工后：可以隨時查看各個饋線回路的負載情況，方便工程人員對現場負載合理管理。
6.3 項目施工前：
負載用電功率可視化程度差；項目施工后：負荷曲線可實時調取，查看任意時刻用電量，有利于分析、分類負載。
技術支持：周菁 電話：0510-86179969 傳真：0510-86179975
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