安科瑞电力监控系统在山东俏家装饰 新材料有限公司10kV配电工程的应用

刘丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

1 概述

   江北新区智能电网调度中心项目位于天浦路以西、浦滨路以南地块，总用地面积46亩，总建筑面积约10.6万平方米，计划投资总额6.8亿元，由江北新区公共工程建设中心负责建设，建设内容为一座精装修的智能电网调度管理中心，设有：办公楼、机房、仓库、食堂、维修车间、地下停车库。该项目采用“一次设计，分期实施”的建设模式，一期工程建筑面积约3.79万平方米，投资额3亿元，于2017年9月开工，计划2019年春节投入使用。

  本项目设置1座10kV中心站，1座10/0.4kV变电所，均位于一层；10kV中心站为两进两出带联络，配置容量为3200kVA；10/0.4kV变电所设两台1600kVA变压器，为本工程各电气装置及设备配电。计量方式采用高供高计，计量柜中有功电度表、电流互感器等应经供电部门确认，值班室设在10kV中心站内。本项目高压部分采用单母线分段运行方式，正常时母联开关断开；当其中一路失电时，两段进线开关和母联开关互投手复，开关之间应具有电气加机械联锁（三锁二钥匙）功能。高压开关采用真空断路器，直流操作；采用定时限过流保护，高压开关柜应具备五防功能。低压部分采用单母线分段运行方式，正常时母联开关断开；当其中一路失电时，两段进线开关和母联开关互投手复，开关之间应具有电气加机械联锁（三锁二钥匙）功能，低压进线柜处测量仪应具有谐波检测功能。无功功率采用低压侧自动补偿，功率因数达到0.95以上，具有过零自切、分相补偿、谐波、无触点等功能。进线和母联开关均带分励与失压脱扣器，出线开关均带分励脱扣器并按要求在部分出线开关做非消防电源切除。本工程设置变电所微机保护测控装置，具有控制、测量、检测和通讯功能，同时具有谐波检测功能。

2 需求分析

本次针对南京江北新区智能电网调度管理中心一期10kV配电工程项目，需要达到如下要求以实现数据集中管理、分析处理。功能需求如下：

（一）针对每一配电回路，需要配置具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护的微机保护装置，来确认供电系统运行。

（二）针对每一配电回路，需要配置可编程智能电测仪表，实时监测高精度的全电量参数。

（三）针对整个配电工程配置一台电力监控系统，监控配电室的运行，其功能应包含：

（1）电压、电流、功率、功率因数以及频率等监测信息实时刷新，并以一次图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称等信息。

（2）对回路的电能集中抄送功能，并可生成时间段内符合客户管理需求的用电报表。

（3）对回路仪表进行实时通讯状态显示。

（4）多用户权限管理，便于分级操作。

3 系统方案

根据本项目的实际需求，对每一面高压柜配置了安科瑞AM5系列微机保护装置和PZ96可编程智能电测仪表，对每一面低压柜配置了安科瑞PZ96可编程智能电测仪表。在监控主站配置一台安科瑞Acrel-2000Z电力监控系统，将微机保护装置、可编程智能电测仪表等数据上传，实现对本项目变电站的控制和管理，为变电站安全、稳定、经济运行提供了坚实的保障。

3.1 产品上图方案

整个变电站的安科瑞电力监控解决方案如下：

• 高压部分：

                3.2 10kV配电工程产品明细

 3.3 现场安装图

3.4 主站监控系统

监控系统主要实现对山东俏家装饰新材料有限公司10kV配电的用电监控与管理。监控范围为变电所的综合保护装置、智能仪表和直流屏。系统接入变电所的7台AM微机保护，10只智能仪表以及1台直流屏。485总线直接接入本变电所内数据采集器，再经过网线上传数据至变电所值班室主机，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

3.4.1 系统架构

• 站控管理层

站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控机、显示器、UPS等。

• 网络通讯层

通讯层主要是由数据采集器及总线网络组成。数据采集器主要功能是监测现场多功能仪表、综合保护装置和直流屏；总线网络的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，达到了无人值守的目的。

• 现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由多功能仪表、综合保护装置和直流屏组成，通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程监控。

3.4.2 微机保护装置及多功能仪表现场连接示意图

现场微机保护装置以及多功能仪表以手拉手方式通过屏蔽双绞线（RVSP2*1.0）进行通讯连接，每根总线多连接微机保护数量5只，多功能仪表25只。具体连接示意图如下所示：

通讯线路连接示意图

4 系统功能

4.1 功能特点

本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

4.2 登录界面

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：将用户的级别分为操作工、班长、工程师、系统管理员四个等级，每个等级可以分别赋予不同的操作权限，包括进入运行、退出运行、遥控操作、报表管理、系统配置、用户管理等。

4.3 配电监测界面

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统人机界面友好，能够以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参量信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分闸状态以及有关故障、告警等信号。

主要功能：一次图显示各回路对应回路名称、电流、电压、总有功功率、总功率因数，断路器、地刀、隔离开关等合分位状态，弹簧储能状态、手车位置状态。下图是变电所的配电监测界面。

4.4 通讯管理

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统可以对整个配电系统范围内的设备通讯情况进行管理、控制、数据的实时监测。例如配电系统维护人员可以通过监控系统的主程序右键打开通讯管理程序，然后选择通讯控制启动所有端口或某个端口，快速查看某设备的通讯和数据情况。  

主要功能：具备完整的系统通讯拓扑结构图，实时显示设备通讯状态，红色状态表示对应设备通讯正常，绿色状态表示设备通讯异常。系统主机和串口服务器/通讯管理机旁标明设备分配IP地址，各设备旁标识了设备地址和设备回路编号。

4.5 电参量报表

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。

主要功能：查询各回路或者设备时间的运行参数，报表中显示电参量信息应包括：各相电流、三相电压、总功率因数、总有功功率、总无功功率、正向有功电能等。电参量报表也支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。下图是历史电参量的查询曲线。

历史曲线查询

4.6 电能报表

安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统以丰富的报表体系支撑量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

主要功能：具有起始时间和结束时间的时间选择框，选定想要查询的时间段后，通过点击查询按钮可查询出系统项目范围内所有配电回路的用电量。可通过导出按钮将报表以Excel形式导出保存，通过打印按钮进行报表打印。

4.7 报警及事件

• 实时报警

实时报警窗口监测系统所采集的遥测量。报警窗口会在系统运行时自动打开，并一直隐藏在后台。

当有电流或者电压越限，并且触及报警界*，“相应实时报警”窗口就会自动弹出，并以红色字体显示具体的报警信息：回路名称、越限的电参量、报警值等。

• 历史报警

通过调节开始时间和结束时间，即可查询到过去任意时间段内的系统报警信息，包括遥测报警和遥信报警，还包括具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

5 结束语

在当今配电设施的应用中，变电所的配电安全性至关重要，本文介绍的安科瑞Acrel-2000/Z电力监控系统在山东俏家装饰新材料有限公司10kV配电工程的应用，可以实现对变电所供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出对话框、语音提示、短信报警deng，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为解决用电问题提供了真实可靠的依据。