市政工程
Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在上海銀行營業(yè)部應(yīng)用
摘要：介紹上海銀行營業(yè)部項(xiàng)目，采用智能電力儀表、智能斷路器，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)控實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
關(guān)鍵詞：大型建筑;上海銀行營業(yè)部;10KV變電所;0.4KV變電所；高壓微機(jī)保護(hù)；智能電力儀表;Acrel-2000型;電力監(jiān)控系統(tǒng);
概述
上海銀行營業(yè)部辦公場所新址位于四川中路261號，即早前的聯(lián)合銀行大樓。四川中路261號出自匈牙利建筑師鄔達(dá)克之手，被譽(yù)稱為“建筑經(jīng)典”。鄔達(dá)克在上海的作品還包括國際飯店、大光明電影院等知名歷史建筑。該大樓建于1925年，整個(gè)建筑顯現(xiàn)了折衷主義風(fēng)格，室內(nèi)裝修豪華，底層大廳漢白玉裝飾柜臺，上設(shè)銅制矮柵欄和古典洞式小窗，體現(xiàn)出當(dāng)年銀行營業(yè)大廳風(fēng)韻，堪稱一絕。大樓1994年被列為市歷史保護(hù)建筑。
上海銀行營業(yè)部辦公場所總建筑面積為6140平方米，套內(nèi)面積5495平方米，實(shí)用面積4669.5平方米。共9層（包括頂層），包括：消防系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、消防栓系統(tǒng)、機(jī)房氣體滅火系統(tǒng)等。
上海銀行營業(yè)部辦公場所電力監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對變電所用電回路的電能進(jìn)行計(jì)量，為用電可靠性、安全性提供依據(jù)。
Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)，對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。
需求分析
現(xiàn)場共有1個(gè)變電所分為高壓部分和低壓部分兩部分組成。電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：
電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。
對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運(yùn)行工況。
對各回路的電能集抄功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報(bào)表。
對各回路異常用電及非操作票范圍內(nèi)的分合閘操作進(jìn)行報(bào)警，便于管理人員實(shí)時(shí)掌握并分析配電運(yùn)行情況。
本技術(shù)條件適用于上海銀行營業(yè)部的配電室低壓柜以及高壓柜。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不僅于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。
數(shù)據(jù)采集
自動(dòng)采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集現(xiàn)場開光狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)。
支持實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。
支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn)，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。
支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀可見。
數(shù)據(jù)分析與處理
數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能：
各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。
各設(shè)備的用電負(fù)荷（有功、無功）大、小值、平均值計(jì)算。
統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量（有功、無功）。
數(shù)據(jù)查詢與展示
要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對比分析，各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)表等多種圖表方式直觀的展示功能。
數(shù)據(jù)展示功能按照不同用戶的不同的權(quán)限，分為操作層、管理層、決策層三層展示。
操作層具備電能累計(jì)用量、實(shí)時(shí)監(jiān)測、運(yùn)行記錄等功能。
管理層具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、分類分項(xiàng)的對比等功能。
決策層具備數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。
權(quán)限管理
要求對不同用戶賦予不同角色的權(quán)限，能授權(quán)到功能子菜單、具體檔案記錄、數(shù)據(jù)記錄等。
系統(tǒng)要求具備合理完善的用戶安全控制機(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。
節(jié)能改造及效果評估
要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐，并能提供節(jié)能改造前后的效果評估。
參數(shù)設(shè)置
可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比，各種電流電壓保護(hù)整定值。
故障判斷與報(bào)警，具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流超限，現(xiàn)場采集模塊通訊故障，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)行故障并作出相應(yīng)處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統(tǒng)安全性、可靠性。
2 系統(tǒng)方案
監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)上海銀行營業(yè)部的一個(gè)變電所（高壓變電所部分和低壓部分）的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理；高壓部分監(jiān)控范圍為高壓部分的1只SIEMENS SIPROTEC 7SJ68型微機(jī)保護(hù)測控裝置；低壓部分監(jiān)控范圍為變電所內(nèi)低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜及高壓側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和電能管理。該高壓系統(tǒng)總計(jì)有1只SIEMENS SIPROTEC 7SJ68型微機(jī)保護(hù)測控裝置分一條總線直接接至監(jiān)控主機(jī)，低壓系統(tǒng)40只多功能電力儀表，分2條總線直接接至監(jiān)控主機(jī)，另外干式變壓器溫控箱溫控儀1臺分一條總線直接接至監(jiān)控主機(jī)。之后通過采集設(shè)備連接至值班室監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
1）站控管理層
站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在上海銀行營業(yè)部工程中主要指置于配電所的監(jiān)控主機(jī)。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由主機(jī)及總線網(wǎng)絡(luò)組成。本項(xiàng)目中采集設(shè)備直接選用主機(jī)，通過主機(jī)后面的RS232口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場智能儀表；使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無人值守的目的。
3）現(xiàn)場設(shè)備層
現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳。
智能儀表現(xiàn)場連接示意
現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，不同種類的智能裝置連接在不同的總線上，然后將數(shù)據(jù)上傳至主機(jī)。具體連接示意圖如下所示：
高壓進(jìn)線和饋線回路采用微機(jī)保護(hù)裝置，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，以及各種保護(hù)參數(shù)，開關(guān)量狀態(tài)、手車位置信息、斷線告警等等功能。
低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度。
3 系統(tǒng)功能
變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，可以看到變壓器出線側(cè)的所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度等。如下圖所示：
變電所一次系統(tǒng)圖
遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對高低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。如下圖所示：
歷史報(bào)警記錄查詢
參數(shù)抄表功能，主要對高低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢演藝中心變電所變壓器出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)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
電參數(shù)抄表
用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)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，顯示各配電回路的用電量，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：
電能報(bào)表
系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為該變電所通訊狀態(tài)示意圖。
通訊結(jié)構(gòu)示意圖
電流趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的電流運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。如下圖所示：
趨勢曲線圖
4 結(jié)束語
在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，銀行的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在上海銀行營業(yè)部的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)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(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框、語音提示、短信報(bào)警燈，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。
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