安科瑞电力监控系统在布尔科技 有限公司苏米图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

    天津布尔科技有限公司于2014年在天津滨海高新区正式成立，是一家面向智能产业的；以为企业提供软硬件系统研发、生产、配套、售后等智能化解决方案为主营业务；尤其针对汽车生产制造企业，拥有多种成熟、完整的产品及解决方案；公司现拥有员工100余人，管理人员10人，市场部人员10人，技术工程师70余人。

  该项目主要为用户侧苏米图地区项目新建10kV预制舱三座，规划供电总容量为3150kVA*30=94500kVA，共计装机容量94500kVA。每个10kV预制舱分为四段母线，均采用单母线接线方式，其中，布尔科技苏米图项目供电电源接于苏米图110kV变电站至用户高压预制舱内。预制舱内高压开关柜选用KYN28A-12型开关柜，共设进线柜10面、出线柜20面、PT柜10面、站变柜2面，共计52面；开关柜内断路器选用VS1-12型真空断路器，额定电流选择1250A，开断电流31.5kA；电流互感器选用干式互感器，型号为LZZBJ9-10，进线电流互感器变比选择800/5，出线电流互感器变比选择200/5。二次设备舱内设置一套独立的微机监控系统；二次保护选用集于一体的微机保护单元，保护具有速断过流、过负荷、油变超温跳闸、重瓦斯跳闸保护功能；二次舱内设置一套独立的直流系统，直流容量选用200AH，设直流电池屏二面，电池选用免维护铅酸蓄电池，电池电压为2V，选用104只电池，整流模块按3*10A配置，选用高频整流模块，同时设置微机型接地检测装置。

2 需求分析

本次针对布尔科技苏米图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，需要配置带有无线测温功能的智能操控装置，实时监测开关柜内的温度。

（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，对每一高压柜配置了安科瑞AM5系列微机保护装置和ASD320智能操控无线测温一体装置，其中针对柜内接点测温这一要求，配置了ATE300型无线测温传感器。在监控主站配置一台安科瑞Acrel-2000电力监控系统，将微机保护装置、智能操作装置、多功能电力仪表等数据上传，实现对本项目变电站全的方位控制和管理，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

整个系统由1#预制舱电力监控子系统、2#预制舱电力监控子系统、3#预制舱电力监控子系统、主站组成。根据需求分析， 以1#预制舱（共四段母线）为例，整个变电站的安科瑞电力监控解决方案如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 1#预制舱产品明细

柜号	产品型号/名称	数量
1#电源进线	AM5SE-F 线路保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
1#PT柜	AM5-U1 PT监测装置	1
	ASD320-P3 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	3
	ATC300 收发器	1
1-1#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
1-2#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
1-3#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
1-4#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
2#电源进线	AM5SE-F 线路保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
2#PT柜	AM5-U1 PT监测装置	1
	ASD320-P3 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	3
	ATC300 收发器	1
2-1#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
2-2#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
2-3#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
2-4#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
3#电源进线	AM5SE-F 线路保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
3#PT柜	AM5-U1 PT监测装置	1
	ASD320-P3 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	3
	ATC300 收发器	1
3-1#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
3-2#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
4#电源进线	AM5SE-F 线路保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
4#PT柜	AM5-U1 PT监测装置	1
	ASD320-P3 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	3
	ATC300 收发器	1
4-1#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
4-2#变压器	AM5SE-T 变压器保护装置	1
	ASD320-P9 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	9
	ATC300 收发器	1
站用变	ASD320-P3 智能操控装置	1
	ATE300 无源无线温度传感器	3
	ATC300 收发器	1

3.3 主站监控系统

监控系统主要实现对布尔科技苏米图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、智能操控装置和直流屏。系统接入1#预制舱、2#预制舱和3#预制舱共50台AM微机保护，52只智能操控装置以及3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。

3.3.1 系统架构

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

系统网络拓扑图

• 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智能操控装置、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，主要由智能操控装置、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。

3.3.2 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智能操控装置以手拉手方式通过屏蔽双绞线（RVSP2*1.0）进行通讯连接，每根总线连接微机保护数量5只。具体连接示意图如下所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通讯线路连接示意图

3.3.3 系统配置

序号	名称	型号、规格	单位	数量	备注
1	工控机	IPC-510MB/501G2(10串口,双网口) /G1620  /2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研华键盘+光电鼠标	台	1	研华
2	显示器	19"液晶显示器 分辨率 1600*900	台	1	DELL
3	8口串口卡	CP-138U-I   串口标准： RS-422/485 (PCI插槽 带隔离)	只	1	MOXA
4	音箱	R19U	台	1	漫步者
5	电力监控软件	系统组态软件Acrel-2000Z	套	1	安科瑞
6	UPS电源	C1K/1KVA 塔式  (SANTAK)	台	1	SANTAK，山特
7	打印机	HP 1108 A4幅面	台	1	惠普，甲供
8	操作系统	WINDOWS7  64位简体中文旗舰版	套	1	微软，甲供
9	操作台	钢制结构 1.2米	台	1

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。以下是三个预制舱的配电监测界面以及温湿度显示界面。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1#预制舱监测界面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2#预制舱配电监测界

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3#预制舱配电监测界面

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

温湿度显示界面

4.4 通讯状态

安科瑞Acrel-2000电力监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

网络拓扑图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

通讯状态图

4.5 电参量报表

安科瑞Acrel-2000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。

4.6 电能报表

安科瑞Acrel-2000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。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

事件窗口

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电力监控系统在布尔科技有限公司苏米图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。