安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)在布爾科技 有限公司蘇米圖10kV配電工程的應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 概述

    天津布爾科技有限公司于2014年在天津濱海高新區(qū)正式成立，是一家面向智能產(chǎn)業(yè)的；以為企業(yè)提供軟硬件系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、配套、售后等智能化解決方案為主營業(yè)務；尤其針對汽車生產(chǎn)制造企業(yè)，擁有多種成熟、完整的產(chǎn)品及解決方案；公司現(xiàn)擁有員工100余人，管理人員10人，市場部人員10人，技術工程師70余人。

  該項目主要為用戶側(cè)蘇米圖地區(qū)項目新建10kV預制艙三座，規(guī)劃供電總?cè)萘繛?/span>3150kVA*30=94500kVA，共計裝機容量94500kVA。每個10kV預制艙分為四段母線，均采用單母線接線方式，其中，布爾科技蘇米圖項目供電電源接于蘇米圖110kV變電站至用戶高壓預制艙內(nèi)。預制艙內(nèi)高壓開關柜選用KYN28A-12型開關柜，共設進線柜10面、出線柜20面、PT柜10面、站變柜2面，共計52面；開關柜內(nèi)斷路器選用VS1-12型真空斷路器，額定電流選擇1250A，開斷電流31.5kA；電流互感器選用干式互感器，型號為LZZBJ9-10，進線電流互感器變比選擇800/5，出線電流互感器變比選擇200/5。二次設備艙內(nèi)設置一套獨立的微機監(jiān)控系統(tǒng)；二次保護選用集于一體的微機保護單元，保護具有速斷過流、過負荷、油變超溫跳閘、重瓦斯跳閘保護功能；二次艙內(nèi)設置一套獨立的直流系統(tǒng)，直流容量選用200AH，設直流電池屏二面，電池選用免維護鉛酸蓄電池，電池電壓為2V，選用104只電池，整流模塊按3*10A配置，選用高頻整流模塊，同時設置微機型接地檢測裝置。

2 需求分析

本次針對布爾科技蘇米圖10kV配電工程項目，需要達到如下要求以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。功能需求如下：

（一）針對每一配電回路，需要配置具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護的微機保護裝置，來確認供電系統(tǒng)運行。

（二）針對每一配電回路，需要配置帶有無線測溫功能的智能操控裝置，實時監(jiān)測開關柜內(nèi)的溫度。

（三）針對整個配電工程配置一臺電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控配電室的運行，其功能應包含：

（1）電壓、電流、功率、功率因數(shù)以及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。

（2）對回路的電能集中抄送功能，并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。

（3）對回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。

（4）多用戶權限管理，便于分級操作。

3 系統(tǒng)方案

    根據(jù)本項目的實際需求，對每一高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機保護裝置和ASD320智能操控無線測溫一體裝置，其中針對柜內(nèi)接點測溫這一要求，配置了ATE300型無線測溫傳感器。在監(jiān)控主站配置一臺安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，將微機保護裝置、智能操作裝置、多功能電力儀表等數(shù)據(jù)上傳，實現(xiàn)對本項目變電站全的方位控制和管理，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。

3.1 產(chǎn)品上圖方案

整個系統(tǒng)由1#預制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、2#預制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、3#預制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、主站組成。根據(jù)需求分析， 以1#預制艙（共四段母線）為例，整個變電站的安科瑞電力監(jiān)控解決方案如下：

3.2 1#預制艙產(chǎn)品明細

3.3 主站監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對布爾科技蘇米圖10kV配電的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的綜合保護裝置、智能操控裝置和直流屏。系統(tǒng)接入1#預制艙、2#預制艙和3#預制艙共50臺AM微機保護，52只智能操控裝置以及3臺直流屏。485總線直接接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，再經(jīng)過網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

3.3.1 系統(tǒng)架構

系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

• 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，是人機交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

• 網(wǎng)絡通訊層

通訊層主要是由數(shù)據(jù)采集器及總線網(wǎng)絡組成。數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能操控裝置、綜合保護裝置和直流屏；總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。

• 現(xiàn)場設備層

現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能操控裝置、綜合保護裝置和直流屏組成，通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務器，經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

3.3.2 微機保護裝置及多功能儀表現(xiàn)場連接示意圖

現(xiàn)場微機保護裝置以及智能操控裝置以手拉手方式通過屏蔽雙絞線（RVSP2*1.0）進行通訊連接，每根總線連接微機保護數(shù)量5只。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3.3.3 系統(tǒng)配置

4 系統(tǒng)功能

4.1 功能特點

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡結(jié)構圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

4.2 登錄界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。

4.3 配電監(jiān)測界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參量信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態(tài)，彈簧儲能狀態(tài)、手車位置狀態(tài)。以下是三個預制艙的配電監(jiān)測界面以及溫濕度顯示界面。 

1#預制艙監(jiān)測界面

2#預制艙配電監(jiān)測界

3#預制艙配電監(jiān)測界面

溫濕度顯示界面

4.4 通訊狀態(tài)

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。從而方便運行維護人員實時掌握現(xiàn)場各設備的通訊狀態(tài)，及時維護出現(xiàn)異常的設備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結(jié)構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

網(wǎng)絡拓撲圖

通訊狀態(tài)圖

4.5 電參量報表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。

主要功能：查詢各回路或者設備時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。

4.6 電能報表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體系支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

主要功能：具有起始時間和結(jié)束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

4.7 報警及事件

• 實時報警

實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名稱、越限的電參量、報警值等。

• 歷史報警

通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內(nèi)容等。

事件窗口

5 結(jié)束語

  在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在布爾科技有限公司蘇米圖10kV配電工程的應用，可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出對話框、語音提示、短信報警deng，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。