Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在齊魯工業(yè)大學(xué)的應(yīng)用

    周曉麗

     安科瑞電氣股份有限公司上海 嘉定 201801

    摘要:齊魯工業(yè)大學(xué)項目,采用智能電力儀表、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)場總線通訊并遠傳至后臺,通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)配電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

    關(guān)鍵詞:齊魯工業(yè)大學(xué) ;配電所 ;智能電力儀表;Acrel-3000;電能管理系統(tǒng);
    0概述 
    齊魯工業(yè)大學(xué)菏澤校區(qū)項目建設(shè)地點在菏澤市北外環(huán)以北、規(guī)劃植物園以東、規(guī)劃牡丹路以西、日東高速以南。規(guī)劃用地總規(guī)模1435畝,其中項目占地面積1204畝,總建筑面積47萬平方米,總投資24億元。項目將分兩期完成,一期按在校生6000人,占地568畝建設(shè);二期達到15000人規(guī)模,全部工程將在2018年底竣工。
    本次項目承接其變配電的電能管理系統(tǒng),包括1個35/10kV變電站,4個10/0.4kV變配電所,監(jiān)控主機位于35/10kV主站監(jiān)控室內(nèi)。

    1需求分析
    為保證教學(xué)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計分析、對危險源實時監(jiān)控,需要對學(xué)校變電所的高低壓配電柜進行電壓、電流、功率等參數(shù)進行實時在線監(jiān)控,一旦監(jiān)控點被顯示參數(shù)異常,能夠及時發(fā)出報警,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,方便用戶找出非正常用電回路并且及時進行整改。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護。
    數(shù)據(jù)采集
    自動采集現(xiàn)場所有電量儀表的模擬量數(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)。
    支持實時采集、自動周期采集(定時采集)可配置周期(1分鐘~24小時)。
    支持多線程處理機制,提高數(shù)據(jù)采集效率,能同時對多個設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集。
    數(shù)據(jù)實時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、分析需要實現(xiàn)以下功能:
    各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時、日、月、年等時間段內(nèi)的統(tǒng)計、計算。統(tǒng)計各分站及整體的用電量。
    數(shù)據(jù)查詢與展示
    要求能方便實現(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)計分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報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制,能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護,防止信息的丟失、失竊和破壞。
    參數(shù)設(shè)置
    可通過采集柜設(shè)置各回路互感器變比,各種電流電壓保護整定值。
    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。報警類型包括開關(guān)故障,電壓、電流限,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變配電站實 時運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)變配電運行故障并作出相應(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
    Acrel-3000電能管理系統(tǒng)根據(jù)齊魯工業(yè)大學(xué)現(xiàn)場實際情況,整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至配電所的串口服務(wù)器然后直接接至監(jiān)控室的監(jiān)控主機,**了配電所電能管理系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實時性。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)結(jié)構(gòu)圖


    現(xiàn)場變配電所共有18只PZ80-E4/CK進線電力儀表和494只AMC72L-E4/CK出線電力儀表,共17條RS485總線接至變配電所的4臺串口服務(wù)器,串口服務(wù)器直接通過五類網(wǎng)線或光纖接至監(jiān)控室的監(jiān)控主機。
    1)站控管理層
    站控管理層針對電能管理系統(tǒng)的管理人員,是人機交互的直接窗口。在本項目中指置于變配電站內(nèi)監(jiān)控室的工控監(jiān)控主機。
    2)網(wǎng)絡(luò)通訊層
    通訊層主要是由4臺串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。串口服務(wù)器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場智能儀表;以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實現(xiàn)各配電室與主站之間的數(shù)據(jù)交互,使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化,大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性,真正達到了**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,主要由智能電力儀表組成,智能設(shè)備通過屏蔽雙絞線RS485接口,采用MODBUS通訊協(xié)議總線型接入串口服務(wù)器,經(jīng)通訊服務(wù)器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng),實現(xiàn)遠程控制。
    智能裝置現(xiàn)場連接示意
    現(xiàn)場裝置以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接,每根總線連接智能裝置數(shù)量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)上傳至串口服務(wù)器,進而將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控室工控機。具體連接示意圖如下所示:

    通訊線路連接示意圖


    0.4kV進線回路采用PZ80-E4/CK多功能智能儀表,出線回路采用AMC72L-E4/CK智能儀表,兩者都是針對電力系統(tǒng)、公共設(shè)施、智能大廈的電能管理需求而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)電力儀表,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。
    所有智能設(shè)備均能通過總線傳輸滿足與監(jiān)控主機數(shù)據(jù)交互的要求。

    3  系統(tǒng)功能
    配電所實時監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面,主要實時監(jiān)測配電所所有回路的運行狀態(tài)。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數(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:

    配電所一次系統(tǒng)圖


    參數(shù)抄表功能,主要對低壓各出線回路的電參數(shù)進線查詢。支持任意時刻電參數(shù)查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。該報表查詢齊魯工業(yè)大學(xué)配電所變壓器進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


    用電量報表功能,可選擇時間段進行查詢,支持任意時間段電度累計查詢,具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián),方便用戶修改回路名稱。如下圖所示,顯示配電回路的用電量,用戶可以直接打印報表,也可以另存到其他位置以供其他用途。 如下圖所示:

    電能報表


    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。下圖為變配電站通訊狀態(tài)示意圖。

     通訊結(jié)構(gòu)示意圖
     

    趨勢曲線可直觀的查看回路的負(fù)荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線,點擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶進行趨勢分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個系統(tǒng)的運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,公建高校建筑群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(tǒng)在齊魯工業(yè)大學(xué)的應(yīng)用,可以實現(xiàn)對配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(luò)通訊功能,可以與串口服務(wù)器、計算機等組成提供電能管理功能,系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實時顯示配電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài),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,為高校用電的分析和監(jiān)控提供了真實可靠的依據(jù)。

    參考文獻:
    [1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4
    [2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電能管理與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業(yè)出版社. 2011.10
     

    作者簡介:陸曉君,女,本科  安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電    Email: 2880157865@手機:13918808248  QQ:288015786

     


    安科瑞電氣股份有限公司專注于智能照明控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)中心能效管理系統(tǒng),電能質(zhì)量治理系統(tǒng),安科瑞電氣,智慧用電云平臺,智能母線監(jiān)控,低壓母線測溫裝置等, 歡迎致電 15216751208

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