摘要

    介紹崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運動居住社區(qū)4號地塊（凱悅酒店），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(yuǎn)傳至后臺，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控和管理。

0 概述 

    崇明島地處長江口，是*三大島，素來被譽為“長江門戶，東海瀛洲”，也是世界上大的河口沖積島和沙島。由世界500強中化集團(tuán)旗下方興地產(chǎn)與世界的酒店管理集團(tuán)凱悅酒店集團(tuán)強強聯(lián)手建設(shè)的崇明金茂凱悅酒店，位于上海崇明島中國國家地質(zhì)公園東灘濕地項目內(nèi)，占地約5萬平方米，總建筑面積約18萬平方米。酒店由美國JWDA建筑師事務(wù)所、WILSON和貝爾高林分別擔(dān)綱建筑設(shè)計、室內(nèi)設(shè)計和景觀設(shè)計，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，成為崇明島上*五酒店。

    崇明金茂凱悅酒店以現(xiàn)代中式風(fēng)格為整體建筑格調(diào)，與周邊環(huán)境自然融合，在時尚現(xiàn)代的基礎(chǔ)上融入上海本土元素和度假風(fēng)格，擁有餐飲、游泳池、健身等多項休閑娛樂設(shè)施，同時宴會、大型會議等配套，提供禮賓服務(wù)。同時酒店將與建設(shè)中的72洞海島高爾夫球場、賽事級馬球場、海船級游艇碼頭、東灘水世界主題樂園、直升飛機停機坪、會議中心和別墅群等一起，共同打造出*的旅游度假勝地。

    崇明金茂凱悅酒店東南側(cè)運動會所地下一層設(shè)有一座開關(guān)站，與周邊酒店距離主變方向大于12 米，側(cè)變方向大于8 米，不會對附近游客產(chǎn)生影響，周圍電磁場環(huán)境為一級安全區(qū)。

    本次項目為崇明金茂凱悅酒店的高壓和低壓變電所部分的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

1 需求分析

    現(xiàn)場共有一座變電所分為高壓和低壓兩部分。電力監(jiān)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。軟件大概功能要求如下：

    電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱、電流越限值及開關(guān)狀態(tài)等信息。

    對各回路的電流繪制趨勢曲線，便于分析該回路配電運行工況。

    對各回路的電能集抄功能，并可生成時間段內(nèi)符合客戶管理需求的用電報表。

    本技術(shù)條件適用于崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運動居住社區(qū)4號地塊（凱悅酒店）的配電室低壓柜以及高壓柜。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護(hù)。供方提供的產(chǎn)品應(yīng)至少滿足本技術(shù)條件，但不于此，其技術(shù)性能應(yīng)滿足對配電室數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

2  系統(tǒng)方案

    監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運動居住社區(qū)4號地塊（凱悅酒店）變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理。監(jiān)控范圍為變電所T1、T2、T3、T4變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜及高壓側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和電能管理。系統(tǒng)接入181只多功能電力儀表，分9條總線，值班室位于本變電所內(nèi)，總線直接接入值班室內(nèi)采集設(shè)備，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。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。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

    通訊層主要是由NPORT5630-16串口服務(wù)器、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。NPORT5630-16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)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了無人值守的目的。

3）現(xiàn)場設(shè)備層

    現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入通訊服務(wù)器，經(jīng)通訊服務(wù)器到達(dá)該配電間監(jiān)控主機進(jìn)行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

智能儀表現(xiàn)場連接示意

    現(xiàn)場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進(jìn)行通訊連接，每根總線連接智能儀表數(shù)量在20只左右，然后將數(shù)據(jù)上傳至串口服務(wù)器NPORT5630-16，進(jìn)而將數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)乇O(jiān)控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進(jìn)線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規(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。

3  系統(tǒng)功能

功能特點

    本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠。通過相應(yīng)快捷按鈕即可進(jìn)入相應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊；系統(tǒng)具有一次系統(tǒng)圖顯示，模擬圖顯示和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進(jìn)行，而且具有遠(yuǎn)程顯示功能。

登錄界面

    進(jìn)入軟件，輸入對應(yīng)的密碼登錄后，進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)界面，查看監(jiān)控數(shù)據(jù)。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權(quán)限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權(quán)限。

    整個界面設(shè)計為三塊，標(biāo)題界面、配電系統(tǒng)界面和菜單切換界面。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部設(shè)計為菜單切換界面，該界面排的7 個按鈕為系統(tǒng)各個功能切換按鈕。

配電監(jiān)測

配電監(jiān)測功能說明

詳細(xì)參數(shù)

    對于每個整個配電結(jié)構(gòu)顯示在界面上，可查看個配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數(shù)據(jù)包括：三相電流，三相電壓，進(jìn)線回路的功率、電能、功率因數(shù)、回路名稱，和出線回路的電流。

    在管理員身份登錄權(quán)限下，可在系統(tǒng)中直接對回路名稱進(jìn)行修改，并且可以在界面中查看三相表的詳細(xì)參數(shù)。本項目將有多張系統(tǒng)圖，通過點擊窗口正下方的不同的系統(tǒng)圖名稱進(jìn)行畫面切換。

配電監(jiān)測菜單欄

    系統(tǒng)圖的各個回路圖標(biāo)和母線圖標(biāo)在沒有通電時會顯示綠色，上電后會顯示紅色，以此區(qū)分。

通訊狀態(tài)

通訊狀態(tài)功能說明

    在通訊狀態(tài)界面，能夠看到整個系統(tǒng)采用已變壓器為干線的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷功能。能實時監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊狀態(tài)，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時，系統(tǒng)自動顯示故障線路及具體單元。

電參量報表

電參量報表功能說明

    設(shè)置時間控件的時間，可以查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數(shù)據(jù)包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數(shù)、電能。該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統(tǒng)運行中是否出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定，電流越限，功率、功率因數(shù)是否符合要求。以次為依據(jù)，對系統(tǒng)進(jìn)行更好的管理和優(yōu)化。多張表格可在表頁下端選擇切換。

    該報表可以以電子表格的方式導(dǎo)出和具備打印功能。

電能報表

電能報表功能說明

    對用電量的管理以報表形式呈現(xiàn)，該報表可以呈現(xiàn)系統(tǒng)運行期間的任意時間段內(nèi)的各回路用電，每個進(jìn)線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內(nèi)，可方便查詢。多張表格可在表頁下端選擇切換。

    通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可顯示此時間段內(nèi)的用電量，也可以以電子表格的形式導(dǎo)出和打印。

電流曲線

電流曲線功能說明

    選擇一個回路后，回路名稱會在窗口上方顯示。曲線圖表的X 軸表示時間跨度，Y 軸表示量程。可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；也可顯示過去一天和七天時間段內(nèi)的選定回路的電流趨勢曲線。同時可任意放大選定區(qū)域內(nèi)的曲線。

    電流曲線可以幫助用戶進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析。

報警及事件

實時報警

遙測/遙信實時報警功能

    實時報警窗口分為“遙測實時報警”和“遙信實時報警”，分別監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量和遙信量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

    當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應(yīng)實時報警”窗口就會自動彈出，并以紅色字體顯示具體的報警信息：回路名、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

報警歷史查詢

    通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內(nèi)容等。

用戶管理

用戶管理功能說明

    用戶管理界面為用戶提供了3 項與用戶身份和管理有關(guān)的功能。“用戶登錄”可以實現(xiàn)登錄用戶身份的切換；已登錄用戶可以通過“用戶注銷”刪除登錄用戶的身份；“管理員”可以通過“用戶配置” ，修改所有用戶的登錄密碼；”管理員“可以使用“添加刪除”增添用戶身份，也可以刪除已有的用戶身份。在界面中還有小化及退出2 個快捷功能。當(dāng)選擇退出時，系統(tǒng)將彈出。

4  結(jié)束語

    在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，酒店的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在崇明省陳家鎮(zhèn)濱江休閑運動居住社區(qū)4號地塊（凱悅酒店）的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對變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、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內(nèi)各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報警對話框、語音提示、短信報警燈，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)，取得了較好的企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(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：

周菁，女，漢族，本科，工程師，主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)