蘇州金閶中學電能管理系統
0 引言
金閶中學座落在蘇州金閶新城區中心地塊，位于虎新路以北，新蓮路以西，中軸北路以東，規劃占地面積為48653平方米（約73畝），規劃建筑面積為39856平方米。校內將建有行政圖書樓、教學樓、實驗樓、藝體樓、師生餐廳和宿舍樓六大建筑群，并同連廊、小橋流水等江南風格相融為一體，加上室外的天然運動場就構建出了學校的主體。學校預計于2011年9月正式開學，將辦成一個三年16軌，共48個班級的公辦初級實驗中學。建成后學校將以景范中學為依托，將傳統和現代相結合，在凸顯景范優秀文化的基礎上，打造出一個以人為本的國際化、現代化多元發展學校。學校在配電管理上，緊跟時代步伐，采用先進的智能化的Acrel3000的電能管理系統，做到集中管理、集中控制，省去了值班人員現場抄表的煩瑣，具有投資少、簡明實用、便于智能管理等優點。
1 項目簡介
蘇州金閶中學共有一個變配電室，整個配電系統主要有2臺10/0.4 kV配電變壓器和2排高壓進線柜，共計62低壓4個10kV中壓進出線柜，實現了對整個學校的電力供應。本項目電能管理系統主要對變電所內62個進出線回路及10kV配電回路進行管理，實現電力參數實時遙測、電能計量、電能報表等功能。
其中低壓配電柜各進出線回路安裝了上海安科瑞電氣股份有限公司設計生產的ACR220E網絡電力儀表，具有測量三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能等多種電參量，并帶有4路光電隔離開關量輸入接點和2路繼電器控制輸出接點,帶RS485通訊接口。
2 設計方案
2.1 主要設計參考標準
IEC870-1 《遠動設備及系統總則一般原理和指導性規范》
IEC870-4 《遠動設備及系統性能要求》
IEC870-5 《遠動設備及系統傳輸規約》
DL 448-91 《電能計量裝置管理規程》
ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
GB/50198-94 《監控系統工程技術規范》
2.2 設計功能
2.2.1 系統結構
整個系統采設計了一套Acrel3000電能管理系統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層、監控管理層，如圖1所示：
圖1
整套電力監控系統監控管理部分包括監控管理主機、打印機、UPS電源等；通訊系統包括通訊管理機、屏蔽雙絞線等；數據采集單元主要包括微機綜合保護裝置、ACR網絡多功能儀表。
2.2.2系統要求
整個配電管理系統以計算機站控管理系統為核心，對整個配電系統的一次主設備實現遠程遙測、遙信。系統可根據用戶的需求，實現對全部一次設備進行監測、計量、記錄、報警等功能。并與繼電保護設備進行通訊，實時掌握各種保護信息，實現變配電系統綜合自動化。
整個配電管理系統應用自動控制技術、計算機信息技術、現代通訊技術將整個配電系統各部分連接成一個有效的整體，從而實現對分散數據的采集，到后臺數據集中分析最后反作用于配電系統的循環管理。
2.2.3系統功能
數據采集與管理
配電系統的數據采集主要通過現ACR網絡多功能儀表、PT、CT及微機綜合保護裝置將現場各回路電力系統運行參數，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態、保護信息以及故障等開關量狀態；現場設備將所采集和處理過的信號經屏蔽雙絞線上傳至通訊管理機經光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級單元相互獨立的存在于整個通訊網絡中，增強了整個系統的可靠性及可用性。ACR網絡多功能儀表及微機綜合保護裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議，RS485采用屏蔽雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。
信息處理
對信號采集系統所采集實時數據進行統計、分析、計算，將數據進行定時存儲。并通過計算產生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年最大負荷及最大負荷出現時間，對存在故障隱患的設備及時提出整改；通過電能分時計量累計電費，對不合理用電單位提出科學合理的改進；通過邏輯運算計算出設備正常、異常出現次數，存儲事故發生時間、原因。電能報表如圖2所示：
圖2
畫面顯示
19寸彩色液晶顯示作為人機交互界面，實時顯示配電系統各種信息畫面，包括各斷路器當前狀態、各回路當前電壓、電流、功率等測量值的實時信息。聲光提示報警信息、保護設備動作及復位信息。實時畫面如圖3所示：
圖3
負荷趨勢
負荷趨勢曲線提供了某一段時間內該回路的負荷趨勢，方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進。如圖4所示：
圖4 趨勢分析
事件報警
主要用于查看實時跳閘報警信息；幫助用戶進行事故查詢可追憶；支持歷史查詢，打印等
功能。報警菜單欄下有2個功能按鈕，實時遙信報警，歷史遙信報警信息，事件記錄。實時報警信息和歷史報警信息查詢功能全部具備。如果有任何一個回路跳閘，實時報警信息中會及時展現哪一個回路跳閘，并且伴隨著報警警報，直至值班員過去處理并且清除報警才會停止報警。
圖5
3 結束語
Acrel-3000電能管理系統具有通用性好、可靠性高、組態靈活等優點，在金閶中學項目上得以成功應用。隨著計算機信息技術的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監控及低壓配電管理使得實現配電室的無人職守真正成為現實，系統對各種用電設備的歷史運行數據和狀態進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統的運營成本。
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