上海市嘉定新城F01A-1項目電力監控系統的研究及應用

摘要：介紹上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目，采用智能電力儀表、采集配電現場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號。系統采用現場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)通訊并遠傳至后臺，通過(guò)電力監控系統實(shí)現變電所和樓層配電箱配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：辦公樓;智能電力儀表;配電室;電力監控系統;
0 概述 
??上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目，項目位于嘉定區嘉定新城F01A-1地塊。東至啟鵬路，南至智谷路，西至永盛路，北至基地邊界。本項目用地面積11001.8m2，總建筑面積62987.6m2，其中商業(yè)面積大約1100m2。
本項目主要涉及上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目主配電室有變壓器T1A、T1B、T2A、T2B；副配電室有變壓器T3A、T3B，監控主機位于地下一層的值班室。
1 需求分析
??上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目需要對項目現場(chǎng)的配電箱內進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)回路進(jìn)行電壓(U)、電流(I)、功率(P)等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。一旦監控點(diǎn)被監視參數異常，能夠及時(shí)檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動(dòng)抄表功能節省了人力物力，功率趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶(hù)找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級計量體系提供用能分析依據。
2  系統方案
??安科瑞Acrel-2000系統根據上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目現場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò )結構采用屏蔽雙絞線(xiàn)直接接至數據采集器然后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)直接接至值班室的監控主機，保障了電力監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。

系統拓撲圖

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。
2）網(wǎng)絡(luò )通訊層
??通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現分站與主站之間的數據交互，使配電系統
管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無(wú)人值守的目的。
3）現場(chǎng)設備層
??現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。
3  系統功能
??實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色■代表合閘，綠色■代表分閘。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)的運行參數和狀態(tài)，可以看到變壓器出線(xiàn)側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所：

一次系統圖

??遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。       
事件告警記錄功能，主要完成對查詢(xún)時(shí)間段內出現的報警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

報警功能實(shí)時(shí)查詢(xún)

??參數抄表功能，主要對低壓各出線(xiàn)回路的電參數進(jìn)線(xiàn)查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數查詢(xún)，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢(xún)上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目配電箱進(jìn)出線(xiàn)各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示:

電參數抄表

??用電量報表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún)，支持任意時(shí)間段電度累計查詢(xún)，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(chēng)和數據庫關(guān)聯(lián)，方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示，用戶(hù)可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

電能報表

??系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網(wǎng)結構，系統采用分層分布式結構，同時(shí)監測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結構示意圖

4  結束語(yǔ)
??在當今配電設施的應用中，項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的電力監控系統在上海市嘉定新城F01A-1建造辦公樓項目的應用，可以實(shí)現對變電所及地下室樓層配電箱供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò )通訊功能，可以與串口服務(wù)器、計算機等組成電力監控系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話(huà)框、語(yǔ)音提示，并生成各種電能報表、分析曲線(xiàn)、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為項目解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的效益。
參考文獻：
[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
[2]《電力監控系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風(fēng) [3]《電力監控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地