鄭大體院電能管理系統的設計與應用

摘要：介紹鄭大體院電能管理系統，采用智能電力儀表、采集配電現場(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-3000型電能管理系統實(shí)現配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監控和管理，建立電能多級計量體系，明確能源去向，提供用能分析依據，為節能改造提供數據支持。

關(guān)鍵詞：學(xué)校;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統; 

0  概述 

本項目位于鄭州大學(xué)體育學(xué)院院內，地下兩層，地上十層，建筑面積約48000平方米，變電所在地下一層。本次項目主要涉及鄭州大學(xué)體育學(xué)院中配電室內的116只AMC系列網(wǎng)絡(luò )多功能儀表，監控主機位于地下1層的值班室。

1  需求分析

       （1）實(shí)時(shí)監測：需要對項目現場(chǎng)的配電室進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)回路進(jìn)行電壓、電流、功率等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監控。

       （2）負荷管理：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，方便用戶(hù)找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改。

       （3）異常告警：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。

       （4）計量體系：建立電能多級計量體系，明確能源去向，提供用能分析依據，為節能改造提供數據支持。

2  系統方案

       安科瑞Acrel-3000系統根據鄭大體院現場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò )結構采用屏蔽雙絞線(xiàn)直接接至數據采集器然后通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)直接接至配電室的監控主機，保障了電能管理監控系統傳輸的穩定性與實(shí)時(shí)性。

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。在鄭大體院工程中主要指置于地下一層配電室的監控主機。

2）網(wǎng)絡(luò )通訊層

 通訊層主要是由采集器、以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )組成。串口服務(wù)器主要功能是監測現場(chǎng)智能儀表；以太網(wǎng)設備及總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的主要功能是實(shí)現分站與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，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，主要由智能儀表組成，智能儀表通過(guò)屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現遠程控制。

系統結構圖

3  系統功能

       變電所實(shí)時(shí)監控系統圖為主監控畫(huà)面，主要實(shí)時(shí)監測變電所所有回路的運行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀(guān)的看到每路進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)的運行參數和狀態(tài)，可以看到變壓器出線(xiàn)側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所：

一次系統圖

       遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線(xiàn)回路的開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)和負載進(jìn)線(xiàn)監控，對開(kāi)關(guān)變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時(shí)處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。       

       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，如下圖所示：

電能報表

       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。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

通訊結構示意圖

4  結束語(yǔ)

       在當今配電設施的應用中，項目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在鄭大體院的應用，可以實(shí)現對配電室供配電回路用電的實(shí)時(shí)監控，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、計算機等組成電能管理系統。系統實(shí)現對采集數據的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內各配電回路的運行狀態(tài)，對負載越限具有彈出報警對話(huà)框、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，為學(xué)校項目解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據，取得了較好的效益。

參考文獻：

[1]《電力電測數字儀表原理與應用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社

[2]《電力監控系統在供配電設計中的應用》，高士宏，科技風(fēng)

[3]《電力監控運用于10kv供配電設計》，姚強，科技天地