鎮(zhèn)江南站提升工程能耗管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

時(shí)間：2020-01-05作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：295

吳小函

 安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201904；

摘要：介紹北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目，采用智能電力儀表、采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量、開關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電間配電回路及配電房回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

 

關(guān)鍵詞：;配電間;智能電力儀表;Acrel-2000;電力監(jiān)控系統(tǒng);

 

 

0 概述 

北京科學(xué)中心項(xiàng)目為中國(guó)科技館舊館改擴(kuò)建工程，現(xiàn)場(chǎng)分為A館、B館、C館和D館。通過現(xiàn)實(shí)與虛擬結(jié)合的展示方式和技術(shù)，讓公眾接觸*科技，體驗(yàn)科研探索活動(dòng)的過程，直觀感受科學(xué)對(duì)人類進(jìn)步的意義，發(fā)掘現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人類愿望的可能性，激發(fā)公眾運(yùn)用科學(xué)智慧應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的聯(lián)想。

本次項(xiàng)目主要涉及北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目中的配電房出線內(nèi)的多功能電表，其中值班室置于監(jiān)控值班室。

 

1 需求分析

為保證生產(chǎn)管理用電負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析及對(duì)危險(xiǎn)源實(shí)時(shí)監(jiān)控。需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的樓層配電箱等電氣設(shè)備進(jìn)行電壓、電流、功率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。一旦監(jiān)控點(diǎn)被監(jiān)視參數(shù)異常，能夠及時(shí)檢測(cè)報(bào)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(dòng)抄表功能節(jié)省了人力物力，功率趨勢(shì)曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態(tài)與時(shí)間，方便用戶找出非正常用電回路并且及時(shí)進(jìn)行整改，建立電能多級(jí)計(jì)量體系提供用能分析依據(jù)。




本技術(shù)條件適用于北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目。供方產(chǎn)品應(yīng)具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)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(duì)樓層配電箱數(shù)據(jù)監(jiān)控的要求。

數(shù)據(jù)采集




自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)所有電量?jī)x表的模擬量數(shù)據(jù)，自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)采集、自動(dòng)周期采集（定時(shí)采集）可配置周期（1分鐘～24小時(shí)）。

支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸正確性檢驗(yàn)，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)處理。

支持多線程處理機(jī)制，提高數(shù)據(jù)采集效率，能同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示采用配電箱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(jì)、分析需要實(shí)現(xiàn)以下功能：

各設(shè)備用電數(shù)據(jù)小時(shí)、日、月、年等時(shí)間段內(nèi)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。

各設(shè)備的用電負(fù)荷（有功、無功）較大、較小、平均值計(jì)算。

統(tǒng)計(jì)各分站及整體的用電量（有功、無功）。

數(shù)據(jù)查詢與展示




要求能方便實(shí)現(xiàn)客戶端查詢和各級(jí)管理人員的查詢，查詢界面能適應(yīng)各級(jí)管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢和對(duì)比分析，各類統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)可靈活采用報(bào)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。

操作層具備用能分析、累計(jì)用量、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行記錄及比例、對(duì)比、對(duì)標(biāo)分析等功能。

管理層具備用能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、分類分項(xiàng)的對(duì)比、對(duì)標(biāo)分析等功能。

決策層具備用能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入/導(dǎo)出等功能。

權(quán)限管理




要求對(duì)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(jī)制，能使應(yīng)用環(huán)境中的信息資源得到有效地保護(hù)，防止信息的丟失、失竊和破壞。

節(jié)能改造及效果評(píng)估




要求為生產(chǎn)節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)支撐，并能提供節(jié)能改造前后的效果評(píng)估。

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(hù)整定值。

故障判斷與報(bào)警具有故障自動(dòng)判斷并采用聲光方式報(bào)警功能。報(bào)警類型包括開關(guān)故障，電壓、電流**限，現(xiàn)場(chǎng)采集模塊通訊故障，與監(jiān)控系統(tǒng)通訊故障等。報(bào)警時(shí)間自動(dòng)記入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時(shí)掌握變配電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)變配電運(yùn)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

安科瑞Acrel-2000系統(tǒng)根據(jù)北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用屏蔽雙絞線直接接至樓層的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器然后通過網(wǎng)線直接接至監(jiān)控主機(jī)，**了電力監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與實(shí)時(shí)性。如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)65臺(tái)多功能計(jì)量?jī)x表，通過7條RS485總線接至配電房的各個(gè)串口服務(wù)器，串口服務(wù)器通過光纖拉至值班室連接到監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

1）站控管理層

站控管理層針對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口。在北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目中主要指置于配電房的監(jiān)控主機(jī)。

2）網(wǎng)絡(luò)通訊層

 通訊層主要是由N2S16-485I-ETS工業(yè)串口服務(wù)器兩臺(tái)、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(cè)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)分站與主站之間的數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，較大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，真正達(dá)到了**的目的。




3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)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(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

智能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意

現(xiàn)場(chǎng)儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*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，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(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：

 

3  系統(tǒng)功能

變電所實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)圖為主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電所所有回路的運(yùn)行狀態(tài)，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統(tǒng)圖中可以直觀的看到每路進(jìn)線和出線的運(yùn)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：

 

系統(tǒng)一次圖

 

遙信和遙測(cè)報(bào)警功能，主要完成對(duì)低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對(duì)開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能，如下圖所示： 

                報(bào)警功能歷史查詢

事件告警記錄功能，主要完成對(duì)查詢時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息事件記錄以及發(fā)生時(shí)間，為值班人員提供依據(jù)并且分析事故發(fā)生的原因，如下圖所示：

參數(shù)抄表功能，主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢一科大廈樓層配電箱進(jìn)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(bào)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(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了準(zhǔn)確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)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，顯示辦公樓實(shí)驗(yàn)樓配電回路的準(zhǔn)確用電量，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。 如下圖所示：

 

電能報(bào)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(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態(tài)示意圖。

 

通訊結(jié)構(gòu)示意圖

 

負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。

 

趨勢(shì)曲線圖

 

4  結(jié)束語

在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，工業(yè)項(xiàng)目的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在北京科學(xué)中心裝修改造項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電間出線供配電回路用電的實(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電間內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框、語音提示，并生成各種電能報(bào)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(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定，為工業(yè)項(xiàng)目解決用電問題提供了安全可靠的依據(jù)，**了較好的企業(yè)效益。

 

參考文獻(xiàn)：

[1]《電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國(guó)電力出版社

[2]《電力監(jiān)控系統(tǒng)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，高士宏，科技風(fēng)[3]《電力監(jiān)控運(yùn)用于10kv供配電設(shè)計(jì)》，姚強(qiáng)，科技天地


安科瑞電氣股份有限公司專注于電力監(jiān)控,能效能源管理平臺(tái),有源濾波器,安全用電,能耗監(jiān)測(cè),光伏電表等

• 詞條

  詞條說明

• 順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目的研究與應(yīng)用

  摘要：本文介紹順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目，采用安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)探測(cè)器，就地組網(wǎng)方式，通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的搭建，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)配電回路的實(shí)時(shí)漏電流的監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵詞： 電氣火災(zāi)；剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B。0 概述? ? ? 安科瑞承接其順北油氣田一區(qū)奧陶系油氣藏產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目電

• 章丘南外環(huán)隧道項(xiàng)目電力監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

  沈建偉安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801摘要：采用多功能電力儀表、微機(jī)保護(hù)裝置，高壓配電柜的各種電參量和開關(guān)信號(hào)。采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，通過RS485線遠(yuǎn)傳串口服務(wù)器，再通過網(wǎng)線至后臺(tái)，通過Acrel-2000Z型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。?關(guān)鍵詞：?Acrel-2000Z;電力監(jiān)控系統(tǒng);0? ?概述?南外

• ANSNP中線安防保護(hù)器在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用

  某汽車制造廠主要設(shè)備為照明、空調(diào)和風(fēng)機(jī)等，在正常工況條件下，測(cè)得存在較大的中性線電流，且照明燈具頻繁出現(xiàn)閃爍損壞，影響到整個(gè)生產(chǎn)工作的運(yùn)行；聯(lián)系我司進(jìn)行測(cè)量后得到數(shù)據(jù)如下：測(cè)試情況說明：利用3198測(cè)量?jī)xCH1采集補(bǔ)償前后A相電流，CH2未采集,CH3采集補(bǔ)償前N相電流，CH4 采集補(bǔ)償后N相電流。圖一：補(bǔ)償前電流含量圖二：補(bǔ)償前電流含量圖三：各次諧波含量占比補(bǔ)償前電流含量（I1表示A相電流，I3

• 濟(jì)南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜合實(shí)訓(xùn)中心的研究與應(yīng)用

  摘要：采用多功能儀表PZ系列，系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過Acrel-5000型能耗管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的監(jiān)控和用能統(tǒng)計(jì)分析。關(guān)鍵詞：大型公共建筑；能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；ACREL-5000;??1 引言? ? ? ?近年來，諸多建筑節(jié)能管理標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)則及重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)管理標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)，能源的使用