徐霜
（安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801）
摘要：本文主要介紹茅臺酒廠五期電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：配電監(jiān)控；電力監(jiān)控系統(tǒng)；智能電力儀表
1 概述：
本文介紹的Acrel-2000系統(tǒng)是以計算機檢測和可編程技術(shù)研制的一套適用于高、低壓配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)中央變電所、采區(qū)變電所的集中管理和無人值守，對于提高供電系統(tǒng)。系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟運行指標(biāo)廣泛應(yīng)用于電力、化工、國防、建材、市政、學(xué)校、醫(yī)院、建筑、交通、冶金等行業(yè)。本文以茅臺酒廠新區(qū)（五廠）電力監(jiān)控為例加以介紹。
2 項目簡介
貴州茅臺酒廠集團由中國貴州茅臺酒廠有限責(zé)任公司、貴州茅臺酒廠集團技術(shù)開發(fā)公司、貴州茅臺酒廠集團習(xí)酒有限公司、及其全資子公司、控股公司、參股公司等近 20 家企業(yè)構(gòu)成，集團所涉足的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域包括茅臺白酒、禮盒白酒、原漿酒、啤酒、葡萄酒、紅酒、證券、銀行、保險、物業(yè)、科研等。
為了加強茅臺酒廠新區(qū)用電的科學(xué)管理和提高電能的利用率，茅臺酒廠新廠需設(shè)計一套電力監(jiān)控系統(tǒng)，此項目的監(jiān)控范圍為：主要針對茅臺酒廠新區(qū)專變的用電進行監(jiān)測，該監(jiān)測范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測2個專變內(nèi)4路變壓器出線回路、8路無功補償、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，安科瑞電氣股份有限公司于2010年11月承接了茅臺酒廠新廠系統(tǒng)集成工作，并根據(jù)變電所現(xiàn)場實際需求，為其選用了我司ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)。
3 系統(tǒng)設(shè)計方案
Acrel -2000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
GB2887-2000 《計算站場地技術(shù)要求》
GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》
DL478-2001 《靜態(tài)繼電保護及安全自動裝置通用技術(shù)條件》
DL/T400-2010 《繼電器和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002 《遠(yuǎn)動設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》
DL/T721-2000 《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術(shù)條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》
GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術(shù)條件》
GB50171-2006 《電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》
GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
DL/T5003-2005 《電力系統(tǒng)調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)程》
IEC-61131-3 《圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)》
4 Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能
4.1 數(shù)據(jù)采集與處理
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。
4.2 人機交互
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。
4.3 運行負(fù)荷曲線
負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時采集進線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動生成運行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設(shè)備的運行負(fù)荷狀況。點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨
勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
4.4 數(shù)據(jù)庫建立與查詢
主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
4.5 遠(yuǎn)程報表查詢
報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。
報表具有自由設(shè)置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。
4.6 歷時事件
歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
4.7 用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)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(quán)限的修改。
5 茅臺酒廠新區(qū)案例分析
本項目中，主要針對茅臺酒廠新區(qū)專變的用電進行監(jiān)測，該監(jiān)測范圍主要為0.4KV用電狀況分析，監(jiān)測2個專變內(nèi)4路變壓器出線回路、8路無功補償、2路母聯(lián)柜及87路普通饋線回路電參量，2個變電所具體為80米，采用屏蔽雙絞線將信號直接上傳至監(jiān)控值班室內(nèi)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分層分布式，監(jiān)控中心值班室放置1臺主機，2臺通訊服務(wù)器、1臺UPS電源、1臺打印機及蜂鳴器等。本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；具體設(shè)備連接情況請見下圖（1）。
圖（1）
間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。
站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。
以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485通訊接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)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(dá)32個設(shè)備，zui大傳輸距離為1.2km。
6 系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)功能模塊具體分為5塊，包括實時數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)負(fù)荷曲線、用電報表、用戶管理，以下介紹各模塊功能。
實時數(shù)據(jù)顯示功能主要根據(jù)茅臺酒廠新區(qū)配電系統(tǒng)一次配電系統(tǒng)圖繪制而成，通過此圖使用者可清晰看出配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并能實時觀測系統(tǒng)用電情況，通過標(biāo)注回路用途，使配電系統(tǒng)的走向更為清晰化，另外回路名稱可隨時根據(jù)用戶需要進行更改，但是此處設(shè)置了更改權(quán)限，需用戶登錄并正確輸入密碼后才可進行回路名稱更改，電壓、電流等常規(guī)電參量也可以在一次示意圖界面上查看，下圖（2）為實時數(shù)據(jù)顯示界面：
圖（2）
負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（3）。
圖（3）
電參量報表功能，主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢供變電所內(nèi)所有出線回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度及變壓器溫度。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。見圖（4）
圖（4）
用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，顯示健身中心某段時間內(nèi)的各配電回路的用電量，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見圖（5）。
圖（5）
事故和追憶：對于電氣值班人員來說，跳閘的實時性和準(zhǔn)確性是非常重要的指標(biāo)，電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶定制的功能主要針對配電室低壓回路斷路器的分合閘變位，通過窗口和外置音箱發(fā)出音提示值班人員低壓饋出回路斷路器發(fā)生了變位，根據(jù)窗口顯示的內(nèi)容，可以立即定位回路并進行響應(yīng)，保障配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。見圖（6）
圖（6）
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。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(quán)限的修改。
7 運行效果
在Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個廠區(qū)用電基本上靠人工來抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場的設(shè)備運行狀態(tài)也不能及時被值班人員掌控，增加了設(shè)備運行時的隱患。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；并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況。通過窗口的應(yīng)用，了電氣故障，使值班人員更加安全，整套工作的實施也更加人性化，便于維護人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)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(tǒng)的運營成本。
該系統(tǒng)經(jīng)過WEB發(fā)布之后，不但支持局域網(wǎng)瀏覽，對廣域網(wǎng)Internet 也一樣適用。這也意味著茅臺酒廠管理人員可以通過廣域網(wǎng)實時查看新區(qū)所有生產(chǎn)用電情況和員工的工作情況。本系統(tǒng)為生產(chǎn)管理人員和設(shè)備維護人員提供了現(xiàn)代化的管理和分析手段。自該電力監(jiān)控系統(tǒng)投運以后，員工的考核有據(jù)可查，獎懲全部建立在完善的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，生產(chǎn)管理明顯，工廠的生產(chǎn)效率也得到了明顯的提高。軟件功能對生產(chǎn)管理者來說：其簡單，方便，快捷的滿足了對員工的管理；對生產(chǎn)線上的員工來說：其考核規(guī)則是公平，公正的。所以自系統(tǒng)運行以來，該軟件得到了公司員工的*。
ACREL-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為用戶提供的是一套完整的解決方案，具體用到生產(chǎn)管理當(dāng)中時，還需要管理人員對數(shù)據(jù)進行深入的分析和挖掘只，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。
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作者簡介：
徐霜，女，漢族，本科，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)
：acrelxs；
