江苏安科瑞电器制造有限公司

倪中明
上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定
 

摘要：本文介绍基于Acrel-2000电力监控软件和网络电力仪表而设计实现的一套分散式采集和集中控制管理的配电自动化系统，系统实现了微机在配电室中无人管理的功能，省去了值班人员现场操作的无序性，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。

关键词：电力监控软件；网络电力仪表；电力管道；应用

0 引言

        节能是一项国家长期的基本国策，作为电力的供应者，电力公司更应该做节能的典范，除了加强用电业主的节能意识教育和加强用电管理之外，积极采用先进的技术和管理手段更是行之有效的途径。在山东电力管道工程公司供电系统的改造中，根据用电负荷昼夜落差大，呈周期性变化的特点，对两个配电室实行基于Acrel-2000电力监控软件实时监控，实现了对用电分配的合理化管理，进而达到了节能的目的。

1 项目介绍

        山东电力管道工程公司是山东电力集团公司的全资子公司，国有大型企业，主要承担电力、水利、市政工程输水管材的设计、制造、施工安装及各种规格型号混凝土电杆的生产和电力运营。公司始建于1958年座落在山东泰山脚下的新泰市，毗邻京沪高速铁路，拥有自备电厂和铁路专用线，交通便利，生产发展条件优越，总资产达26亿元，公司拥有职工1600余人，各类专业技术人员500多人。

        山东电力管道工程公司有两个配电室：容量1500KVA的生产配电室和800KVA的宿舍配电室，两个配电室距离约1500米，为实现配电系统的规范化管理，对旧的配电系统进行改造，两配电室内的老式指针式仪表更换为上海安科瑞公司的网络电力仪表，配套Acrel-2000电力监控软件对现场进行监控，监控室位于生产配电室内。

        山东电力管道工程公司，为实现配电系统的现代化、统一化、智能化以及规范化的管理，经过前期详细的市场调研和对不同电力系统集成公司的考察后，最终提出以下需求：

        实时显示:生产配电室宿舍配电室各馈线回路电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，配电室整体一次图形式直观动态显示；

        趋势分析:完成对各配电回路的电压、电流或功率实时和历史趋势曲线的绘制，便于分析该回路配电运行工况，调配三相配电平衡和削峰填谷。

        电能管理:完成对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表，所有报表或图表支持查询打印功能

        事件报警:对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况

        根据可靠性和高效率配电管理的要求，以及实用性，安全性，实时性，稳定性，可扩展性和易维护性的原则，上海安科瑞电气股份有限公司对山东电力管道工程公司的智能配电系统的改造提供如下设计方案。

3.1 参考标准

        系统的设计满足以下所列制造和试验标准：

        ISO/IEC11801              《国际综合布线标准》

        JGJ/T 16-92                  《民用建筑电气设计规范》

        GB/J63-90                    《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

        GB/T13730                   《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》

        GBJ63-93                     《电力装置电测量仪表装置设计规程》

        GB2887                        《计算站场地技术要求》

        GB/50198-94               《监控系统工程技术规范》

        GB50254/59-96          《电气装置安装工程施工及验收规范》

        IEC-61131-3                《图形可编程标准》

3.2 组网结构图拓扑图       

        为满足两个配电室统一监控的要求，容量1500KVA的生产配电室和800KVA的宿舍配电室通过一根单模四芯的光纤相连，经光电转换后接入网络交换机，进而实现对现场数据的采集，存储，处理，实时显示以及历史查询。

3.3 仪表，通讯线缆，交换机及串口服务器选型

        对山东电力管道工程公司提出的需求和我们确定的组网方案，现场设备层采购安科瑞公司ACR320网络电力仪表，网络通讯层使用华为的33c16470的网络交换机以及MIE-1102光电转换器，现场总线铺设屏蔽双绞线，以满足系统组网的要求，具体设备如下表：

应用场合		型号	主要功能
高压重要回路或低压进线柜		ACR320EFLH	LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限电能计量、复费率电能统计；THDu，THDi、2-31次各次谐波分量；电压波峰系数、电话波形因子、电流K系数、电压与电流不平衡度计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量等。
交换机		3c16470	桌面级,二层,非网管型交换机,存储转发方式,16口,10M/100Mbps,支持网络标准 IEEE 802.3,IEEE 802.3u,IEEE 802.1d,IEEE 802.3x,支持全双工。
串口服务器		NPORT5210	NPort 5200系列的串口设备联网服务器可让工业串口设备立即连上网络。NPort 5200系列的串口设备联网服务器体积小巧，将RS-232或RS-422/485串口设备，如PLC，测量仪，和传感器连接到IP-based Ethernet LAN。
光电转换器		MIE-1102	工业级以太网收发器。用于10Base-T或100Base-TX双绞线与100Base-FX光缆之间数据通讯，它将网络传输距离的极限从双绞线的100米扩展到了100公里以上。
现场总线		RVVP2*1.0	屏蔽双绞线：中距离传输 RS485通讯方式时传输距离≤1200m，没跟现场总线理论上手拉手连接32块网络电力仪表。

4 系统功能

        上位机软件采用Acrel – 2000电力监控软件，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电力监控的功能。

4.1. 一次图显示：以一次图形式直观动态显示电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息。

4.2. 趋势曲线：实现了用户所要求的通过对各配电回路的电压、电流或功率绘制趋势曲线，分析该回路配电运行工况

4.3 远程遥控操作分合闸，各低压回路可以在后台远程控制回路的分合闸，避免了人工直接操作设备的危险性

5 给客户带来效果：实施前和实施后

        实时性：人工抄录，1天2次，各回路时间不统一，可对性差；计算机实时采集，50mS一次，可比性强

        存储管理：纸质记录，查询时翻箱倒柜，年久易失，数据日期管理复杂；计算机存储，数据可存储10年以上，查询速度快，只需鼠标一点，迅速准确。

        高压遥控：10kV手动分合闸；10kV远程后台控制，增加了操作的安全性

        在电力监控系统中配置网络电力仪表，具有实施简明，投资少等显著优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析建筑总体能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。

[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社

作者简介：

倪中明 (1982-)，男，本科，毕业于青岛科技大学自动化学院，从事变配电监控系统工作。

上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部 Email: ACRELDJH@163.com