呼和浩特蒙古族學(xué)校項目電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

摘要：采用多功能電力儀表采集變電所內(nèi)10KV及0.4KV配電回路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(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控和管理。

關(guān)鍵詞：學(xué)校用電監(jiān)控 ;變電所 ;無線測溫；Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);

0 概述

呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校位于內(nèi)蒙古呼和浩特市，占地面積232畝,總建筑面積為13.38萬平方米，總變配電室設(shè)置在地下車庫內(nèi)。總變配電室內(nèi)共有15面10KV高壓配電柜和3臺變壓器，變壓器后方29面0.4KV低壓配電柜，合計共有3面低壓進(jìn)線柜，3面電容柜，1面母聯(lián)柜和112路低壓出線回路。值班室位于總變配電室隔壁。

1 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計與分析及對危險源實(shí)時監(jiān)控。需要對現(xiàn)場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率、溫度以及各開關(guān)量信號等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時檢測報警，有關(guān)人員采取必要的措施，避免安全事故的發(fā)生。自動抄表功能節(jié)省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時間。

數(shù)據(jù)采集

自動采集現(xiàn)場所有10KV回路微機(jī)保護(hù)及0.4KV回路多功能儀表的模擬量數(shù)據(jù)，自動采集現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開關(guān)量數(shù)據(jù)，自動采集無線測溫傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)。

支持實(shí)時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。

支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時對多個設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)實(shí)時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路故障狀態(tài)直觀可見。

數(shù)據(jù)查詢與展示

要求能方便實(shí)現(xiàn)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。

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、決策層三層用能展示。

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。

故障報警

故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括現(xiàn)場多功能儀表與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報警時間自動記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所配電回路的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，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

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所現(xiàn)場實(shí)際情況，9臺微機(jī)保護(hù)通過網(wǎng)線接入到網(wǎng)絡(luò)層交換機(jī)，131臺多功能儀表以及4臺無線測溫就地顯示壁掛式主機(jī)采用屏蔽雙絞線分8根總線接至8口的通訊管理機(jī)上，再由網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺主機(jī)，保障了變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時性。如下圖所示：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)?/span>圖

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。在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目中主要指置于變電所監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由以總線網(wǎng)絡(luò)組成。總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)、無線測溫就地顯示壁掛式主機(jī)及多功能儀表與站控管理層之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(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10KV配電柜上的微機(jī)保護(hù)裝置、無線測溫傳感器和配套的就地顯示壁掛式主機(jī)以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，各智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線連接接入監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

微機(jī)保護(hù)裝置及低壓電力儀表現(xiàn)場連接示意

現(xiàn)場微機(jī)保護(hù)裝置以及低壓多功能電力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，每根總線連接微機(jī)保護(hù)數(shù)量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3  系統(tǒng)功能

配電所實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時監(jiān)測呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目變電所內(nèi)所有配電回路的運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜及低壓進(jìn)出線回路的運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等。

配電一次圖界面

歷史曲線查詢功能，主要對配電回路的歷史電壓、電流趨勢曲線進(jìn)行查詢。

電壓趨勢曲線

用電量報表功能，可查詢各回路用能日報表，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

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，綠色表示通訊異常。

系統(tǒng)支持對10KV配電柜斷路器的遙控分合閘操作，同時為保證操作的可靠性，軟件實(shí)現(xiàn)了兩級確認(rèn)后才能實(shí)現(xiàn)對應(yīng)斷路器的遙控分閘和遙控合閘。

遙控操作界面

4  結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，學(xué)校建筑的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在呼和浩特十五年一貫制蒙古族學(xué)校項目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對配電所供配電回路用電的實(shí)時監(jiān)控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時顯示中心配電室內(nèi)各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進(jìn)出線回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，保證了學(xué)校建筑的用電可靠度。

參考文獻(xiàn)：

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