福清金輝城市廣場(chǎng)酒店項目電力監控系統的設計與應用

概述：福清金輝城市廣場(chǎng)酒店位于福州市福清市清昌大道與福人路交匯處，項目為占地面積17030平方米，總建筑面積74500平方米，大樓分地面23層，地下2層，并配套商業(yè)店鋪。

本項目低壓配電房設置在地下一層，地面設有高壓變配電室和SOHO變配電室。該項目總共有兩路30kV進(jìn)線(xiàn)，五路10kV出線(xiàn)回路； 0.4kV配電室總共設置2處，T1、T2、T3、T4變壓器安裝地下一層低壓變配電室內，T5變壓器安裝在SOHO變配電室內。

此電力監控系統在結構設計和工程配置上充分考慮項目的實(shí)際情況,實(shí)現相關(guān)功能,滿(mǎn)足電力系統線(xiàn)路運行的相關(guān)要求,體現系統的各項技術(shù)特點(diǎn)。最終實(shí)現分散控制、集中管理、綜合監控。本項目電力監控系統采用分層分布式結構包括站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層及現場(chǎng)設備層。10kV變電站值班室設置有電力監控系統主機、顯示器 、通訊管理機、 UPS電源、打印機等設備。系統為上級管理系統預留了通訊接口,可以進(jìn)行相關(guān)數據信息的轉發(fā)和遠傳,從而實(shí)現資源信息的共享。

一、電力監控系統主要功能

1、數據采集與處理

數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò )儀表采集完成，實(shí)現遠程數據的本地實(shí)時(shí)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COSφ、電度Epi、遠程設備運行狀態(tài)等數據。

數據處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準確的顯示給用戶(hù)，達到配電監控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數據存入數據庫供用戶(hù)查詢(xún)。

2、人機交互

系統提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統電氣一次主接線(xiàn)圖，顯示配電系統設備狀態(tài)及相應實(shí)時(shí)運行參數，畫(huà)面定時(shí)輪巡切換；畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開(kāi)關(guān)量顯示；連續記錄顯示等。

3、歷時(shí)事件

歷時(shí)事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)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(guò)歷史事件查看平臺，您可以根據自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個(gè)系統的運行情況提供了良好的軟件支持。

4、數據庫建立與查詢(xún)

主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數據庫，定期生成報表，以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

5、用戶(hù)權限管理

針對不同級別的用戶(hù)，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來(lái)的損失，實(shí)現配電系統的安全，可靠運行?？梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶(hù)對賬號和權限的修改。

6、運行負荷曲線(xiàn)

負荷趨勢曲線(xiàn)功能主要負責定時(shí)采集進(jìn)線(xiàn)及重要回路電流和功率負荷參量，自動(dòng)生成運行負荷趨勢曲線(xiàn)的，方便用戶(hù)及時(shí)了解設備的運行負荷狀況。點(diǎn)擊畫(huà)面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線(xiàn)或歷史趨勢線(xiàn)；對所選曲線(xiàn)可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，為分析整個(gè)系統的運行狀況提供了直觀(guān)而方便的軟件支持。

7、遠程報表查詢(xún)

報表管理程序的主要功能是根據用戶(hù)的需要設計報表樣式，把系統中處理的數據經(jīng)過(guò)篩選、組合和統計生成用戶(hù)需要的報表數據。本程序還可以根據用戶(hù)的需要對報表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對生成的報表文件管理功能。

報表具有自由設置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現日、月、年的電能統計，數據導出和報表打印等功能。

二、系統監控內容

微機綜合保護裝置和多功能電力儀表等。

安科瑞AM5微機綜合保護裝置監測內容應包含:遙信量(斷路器分合閘狀態(tài)、手車(chē)位置、彈簧儲能狀態(tài)等);遙測量(電壓、電流、功率、功率因素等);保護信號(過(guò)流、速斷、零序等)。

安科瑞AMC72L-E4及AMC96L-E3多功能電力儀表是一款經(jīng)濟實(shí)用，集電參量采集、監測、控制于一體的智能電量采集監控裝置。電量測量：相電壓、線(xiàn)電壓、相電流；分相有功功率、總有功功率；分相無(wú)功功率、總無(wú)功功率；分相視在功率、總視在功率；分相功率因數、總功率因數；四象限電能。

三、電力監控系統網(wǎng)絡(luò )構成

本項目接入安科瑞多功能電力儀表AMC72L-E4/C,數量168只；AMC96L-E4/C，數量27只；AMC96L-E3/C，數量8只。ABB 雙電源切換裝置OTM1600E4C8D220C,數量3臺。帝森克羅德無(wú)功補償控制器KLD-SMRT16,數量5只。西門(mén)子綜合繼電保護器7SJ6865-7DW90-0KD0-LOV AC220V,數量8只。華高電氣直流屏,數量1只。江西華達變壓器溫控儀,數量5只。

各配電室內放置采集裝置，現場(chǎng)智能儀表經(jīng)485總線(xiàn)連接至對應的采集裝置，現場(chǎng)串口服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)線(xiàn)或光纖將數據傳輸至監控主機上。

系統采用分層、分布式系統結構，縱向分為三層：監控層、通訊網(wǎng)絡(luò )層和現場(chǎng)控制層。系統使用高可靠性工業(yè)控制計算機及軟、硬件系統，高性能的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，整個(gè)系統運行安全、穩定可靠、使用維護方便。

監控層包括工程師站和遠動(dòng)通信站，包含監控計算機、網(wǎng)絡(luò )交換機、打印機、UPS以及Acrel-2000電力監控軟件，其中軟件部分具有良好的人機交互界面，通過(guò)數據傳輸協(xié)議讀取通訊管理機采集的現場(chǎng)各類(lèi)數據信息，自動(dòng)經(jīng)過(guò)計算處理，以圖形、數顯、聲音等方式反映現場(chǎng)的運行狀況；電能計量管理功能設計各種符合用戶(hù)的報表格式，報表內數據嚴格按照各種標準進(jìn)行計量，搭建完整的計量體系，用戶(hù)只需查找打印即可，方便了操作，提高了工作效率。

通訊網(wǎng)絡(luò )層包括通訊管理機、網(wǎng)絡(luò )交換機等設備，網(wǎng)絡(luò )結構如下圖所示：

圖1 網(wǎng)絡(luò )結構圖

四、項目應用介紹

項目采用AMC多功能電力儀表，其是針對電力系統、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監控需求而設計的網(wǎng)絡(luò )電力儀表，它能測量所有常規電力參數，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、無(wú)功電度。并且本儀表帶有4路光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn)，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò )電力儀表主要應用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區電力監控、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理系統及智能建筑等領(lǐng)域。

重要配出回路采用AMC系列多功能電力儀表，該儀表主要測量所有常規電力參數，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、無(wú)功電度。

配電一次圖見(jiàn)圖3，功能有電量遙測主要監測運行設備的電參量，其中包括：線(xiàn)三相電壓，電流，功率，功率因數，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現顯示現場(chǎng)設備的運行狀態(tài)，主要包括：開(kāi)關(guān)的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時(shí)會(huì )發(fā)出報警信號，提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。

圖2配電一次圖

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)供4個(gè)變電所各高低壓回路的電參數，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)。

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。界面可以很直觀(guān)的顯示故障抽屜柜，起到第一時(shí)間預警管理員的作用。

五、結束語(yǔ)

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監控系統已成為全國各地工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶(hù)的選擇，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在石獅榮譽(yù)國際大酒店電力監控系統項目的應用，可以實(shí)現對變電所低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監控與電能管理，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)顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話(huà)框及語(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，為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的社會(huì )效益。