電力監控系統在烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期熱泵機房工程的

安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801；

摘要：采用AM4系列微機保護和PZ系列多功能電力儀表、采集配電室10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現場(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)Acrel-2000型電力監控系統實(shí)現配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理。

關(guān)鍵詞：污水處理廠(chǎng)；工廠(chǎng)用電監控；配電室；AM4系列微機保護；Acrel-2000；電力監控系統；

0概述 

  本項目為烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期-綠地一期熱泵機房工程，現場(chǎng)為一間變配電室，共有12面10KV高壓柜，18面低壓進(jìn)出線(xiàn)柜。微機綜保及多功能儀表采用RS485總線(xiàn)組網(wǎng)接入電力監控系統，系統主機安裝在隔壁值班室。

1需求分析

  為保證生產(chǎn)管理用電負荷的統計與分析及對危險源實(shí)時(shí)監控。需要對現場(chǎng)的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進(jìn)行電壓、電流、功率以及各開(kāi)關(guān)量信號等參數進(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，電流趨勢曲線(xiàn)功能能夠直觀(guān)的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間。

數據采集

  自動(dòng)采集現場(chǎng)所有10KV回路AM4微機保護及0.4KV回路PZ多功能儀表的模擬量數據，自動(dòng)采集現場(chǎng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)等開(kāi)關(guān)量數據。

  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)）。

  支持多線(xiàn)程處理機制，提高數據采集效率，能同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行數據采集。

  數據實(shí)時(shí)顯示采用配電室主接線(xiàn)圖直觀(guān)顯示模式，各回路開(kāi)關(guān)斷合以及故障狀態(tài)直觀(guān)可見(jiàn)。

數據查詢(xún)與展示

  要求能方便實(shí)現各級管理人員的查詢(xún)，查詢(xún)界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢(xún)。

  數據展示功能按照不同用戶(hù)的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權限管理

  要求對不同用戶(hù)賦予不同角色的權限，能授權到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。

  系統要求具備合理完善的用戶(hù)安全控制機制，能使應用環(huán)境中的信息資源得到地保護，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(dòng)判斷并采用聲光方式報警功能。報警類(lèi)型包括開(kāi)關(guān)故障，電壓、電流超限，現場(chǎng)微機保護與監控系統通訊故障等。報警時(shí)間自動(dòng)記入系統數據庫，方便用戶(hù)查詢(xún)，工作人員可隨時(shí)掌握配電室實(shí)時(shí)運行狀態(tài)，發(fā)現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案

  安科瑞Acrel-2000系統根據烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期-綠地一期熱泵機房工程配電室現場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò )結構采用屏蔽雙絞線(xiàn)分7根總線(xiàn)直接接至監控室操作臺內的串口卡上，保障了配電所電力監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：

系統結構圖

  現場(chǎng)配電室共計7臺AM4-I綜保，2臺AM4-U綜保，高壓部分7臺PZ96L-E3多功能儀表，低壓部分共4臺PZ96L-E4多功能儀表，33臺PZ80L-E4多功能儀表，總共分為7條RS485總線(xiàn)接至值班室操作臺內的串口卡上。

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。在烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期-綠地一期熱泵機房工程中主要指置于監控室的監控主機。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

  通訊層主要是由以總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成?？偩€(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現現場(chǎng)微機保護及低壓多功能儀表與站控管理層之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無(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10KV配電柜上的微機保護裝置以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設備通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)連接接入監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

  微機保護裝置及低壓電力儀表現場(chǎng)連接示意

  現場(chǎng)微機保護裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)(RVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線(xiàn)連接微機保護數量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(xiàn)路連接示意圖

3  系統功能

  配電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期-綠地一期熱泵機房工程配電室所有回路的運行狀態(tài)。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路10KV配電柜及低壓進(jìn)出線(xiàn)回路的運行參數和狀態(tài)，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率等。如下圖所示：

 配電室一次系統圖

  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。

  參數抄表功能，主要對10KV配電柜及低壓配電各回路的電參數進(jìn)行查詢(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)。

電參數報表

  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

  負荷趨勢曲線(xiàn)界面中可直觀(guān)的查看回路的負荷運行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線(xiàn)，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；幫助用戶(hù)進(jìn)線(xiàn)趨勢分析和故障追憶，具備曲線(xiàn)打印功能。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。

負荷曲線(xiàn)

  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，綠色表示通訊異常。

通訊結構示意圖

4  結束語(yǔ)

  在當今配電設施的應用中，工廠(chǎng)的項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在烏魯木齊市河西污水處理廠(chǎng)中水源熱泵項目一期-綠地一期熱泵機房工程的應用，可以實(shí)現對配電所供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示中心配電室內各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進(jìn)出線(xiàn)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、報警聲音提示，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了工廠(chǎng)的用電可靠度。