摘要

    介紹洋河酒廠藍領公寓，采用智能電力儀表，采集配電現場的各種電參量和開關信號及樓層用戶各種電參量。系統采用現場就地組網的方式，組網后通過現場總線通訊并遠傳至后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統實現變電所配電回路、樓層用戶用電的實時監控和管理。 

0 概述 

    本工程為江蘇洋河酒廠股份有限公司陽光水岸工程1#宿舍樓，泗陽"陽光水岸"工程1#宿舍樓位于江蘇省泗陽經濟開發區內，北側為文城路，東側為長江路，南側為天津路，西側為規劃道路，為經濟開發區的核心區域。本項目總建筑面積約為 21386平方米，地上19層，地下2層，建筑總高度為67.40米。

    我司承接本項目的電能管理系統，實時采集變電所多功能儀表及樓層用戶終端電能計量表的數據，用于分析、管理用戶的用電情況，以便于用戶對樓層用電情況的實時了解。

1 需求分析

    本電能管理系統的實施，在以下各方面達到預定的目標：

    1）在現有的基礎條件上，加裝電能管理系統； 

    2）掌握變電所、各終端用戶電力設備運行情況； 

    3）系統內部能夠實現統一的監控平臺，能夠得到系統內部全部參數的實時數據；對整個供配電系統的智能化管理，能夠對供配電系統中所有電氣設備的運行狀態進行安全、可靠、準確地實時監視，實現系統故障、異常實時報警并具有故障追憶功能。 

    4）對電能管理系統中各種狀態監測、歷史數據生成報表，系統可以設計和管理多種報表樣式，實現日、月、年報表管理； 

    5）能夠加強用電負荷控制和電能成本統計分析、匯總。 

    6）提供分時計費的功能，提高電能統計數據的精度與實時性；  

    7）使設備優化運行，降低維護成本； 

    8）控制電能消耗成本； 

    9）提高電氣系統運行管理效率； 

    10）數據記錄和故障數據記錄； 

    11）提高電力管理系統運行管理效率，大幅提升管理水平； 

    12）實現故障信息報警報警查詢，可以設置預報警信號和故障報警信號，通過聲光、界面等方式提示用戶，待用戶確認后復位，并可以提供報警信息打印功能。

    13）強大的用戶管理功能，系統記錄各管理員運行記錄、操作記錄等，并設置多級用戶，分別賦予不同權限以及相應密碼，確保操作安全。實現各變電站無人或少人值班；

    14）實現電能質量分析功能，對各回路電壓、電流各次諧波（2-31次）以及總諧波進行分析。

2  系統方案

    監控系統主要實現對江蘇洋河酒廠藍領公寓變電所0.4kV配電及終端用戶進行用電監控與電能管理。監控范圍為變電所T1、T2變壓器的低壓進線柜、聯絡柜、饋線柜及變壓器柜進行遠程實時監控和電能管理，終端用戶的遠程實時數據采集、處理、分析、顯示。系統于變電所內接入72只多功能電力儀表，分5條總線，于樓層強電井內接入396只終端計量儀表，分為18條總線，總線直接接入值班室內采集設備，從而在監控主機上實現總線上儀表與監控主機的數據連通。如下圖所示：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。

拓撲圖（一）

拓撲圖（二）

1）站控管理層

    站控管理層針對電力監控系統的管理人員，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）網絡通訊層

    通訊層主要是由兩臺NPORT5610-16串口服務器、協議隔離轉換器、以太網設備及總線網絡組成。NPORT5610-16串口服務器主要功能是監測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，極大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，真正達到了無人值守的目的。

3）現場設備層

    現場設備層是數據采集終端，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通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控制。

智能儀表現場連接示意

    現場儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接智能儀表數量在20只左右，然后將數據上傳至串口服務器NPORT5630-16，進而將數據上傳至當地監控終端。具體連接示意圖如下所示：

    低壓進線和饋線回路采用多功能儀表，它能測量所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度、無功電度。

    用戶側采用終端計量儀表DDSD1352-FC,能夠測量單相電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數等。

3  系統功能

功能特點

    系統開機后會通過點擊相應的快捷方式圖標，即可進入操作系統和電能管理系統。本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠。點擊相應快捷按鈕即可進入相應的系統功能模塊；系統具有一次系統圖顯示，模擬圖顯示和網絡結構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

登錄界面

    點擊桌面上的“洋河酒廠電能管理系統”軟件開始運行。初始界面為“登錄界面”，選擇用戶名，輸入對應的密碼，點擊登錄按鈕，才可進入監控系統界面，查看監控數據，否則無法查看。用戶名分為“管理員”和“操作員”，兩者權限不同，操作員只能操作部分功能，管理員擁有高權限。

    進入監控系統界面后，會發現整個界面分為三塊，標題界面、配電系統界面和菜單切換界面。

    在標題界面中，將顯示當前登錄用戶及系統當前時間。

菜單切換界面

    在軟件窗口底部是菜單切換界面，該界面排布的按鈕為系統各個功能切換按鈕。

    通過點擊不同的功能按鈕，就可進入相應的功能界面。

配電監測界面

配電監測功能

     點擊“配電監測”按鈕，會出現7個菜單欄。選擇“變電所一次圖”會出現上圖。樓層一次圖和上圖類似。

可查看各配電回路的分布和連接情況以及主要的電參量。主要數據包括：三相電流，電能。在母線（既圖中橫線）上方數字（如：1#-1）代表開關柜

    當選擇以“管理員”身份登錄系統后，可在系統一次圖中點擊回路名稱，直接對回路名稱進行修改，修改后系統會自動保存。系統圖中，各回路的通斷將通過紅綠色切換來表示，紅色表示回路接通，綠色表示回路斷開。

    點擊每條回路的“詳細參數”會出現上圖。參數包括:三相電壓，三相電流，線電壓，有功，無功，視在，功率因數，電流曲線和電壓棒圖。樓層一次圖由于儀表為單相DDSD1352，采集量已全部顯示，無需詳細參數顯示。

通訊狀態

通訊狀態功能

    點擊菜單欄的“通訊狀態圖” 。

    進入通訊狀態后，能夠看到整個系統的分布式網絡結構，該系統具有網絡診斷功能。能實時監控系統網絡通訊狀態，出現網絡故障時，系統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

    點擊菜單欄上的“電參量統計”。選擇相應的選項，即彈出以上窗口，可查詢各回路電參量。

    設置需要查詢的時間，點擊查詢按鈕即可查詢歷史某時刻的各個回路的電參量報表。主要數據包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率補償因數、電能。

    該報表包含所有的回路。幫助用戶了解每個時刻系統運行中是否出現電壓不穩定，電流越限，功率、功率因數是否符合要求。以此為依據，對系統進行更好的管理和優化。

    該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。

電能報表

電能報表功能

    點擊菜單欄上“電能統計”。

    用電量的管理以報表形式呈現，該報表可以呈現系統運行期間的任意時間段內的各回路用電，每個進線回路及它所帶的出線回路制作在一張表內，可方便查詢。

    通過調節開始時間和結束時間，點擊“查詢”按鈕，即可顯示此時間段內的用電量。

    該報表可以以電子表格的方式導出，同時具備打印功能。

電流曲線

電流曲線功能

    點擊配電系統圖對應回路上的“趨勢曲線” 。

    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。點擊“刷新曲線” ，可顯示選定回路的一天和七天的歷史曲線顯示；點擊“搜索曲線” ，通過調節“開始時間”可顯示過去一天和七天時間段內的選定回路的電流趨勢曲線。通過修改“鼠標縮放” ，可任意放大選定區域內的曲線。

電流曲線可以幫助用戶進行電能質量分析和故障分析。

報警及事件

實時報警

遙測實時報警功能

    實時報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

    當有電流或者電壓越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警”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

報警歷史查詢功能

    點擊“報警查詢，選擇“遙測歷史報警”。進入上圖界面

    在歷史報警界面中點擊查詢按鈕，通過調節開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，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，報警內容等。

系統事件

系統事件查詢功能

    點擊“報警查詢”按鈕，選擇“事件記錄”

    可以查看當前狀態下系統的各部分運作情況，選擇“事件查詢”，可以查詢任意時刻的運作情況。

用戶管理

    點擊菜單欄的“用戶管理”、“用戶登錄”、“用戶注銷”。

    系統為用戶提供了3項與用戶身份和管理有關的功能。“用戶登錄”可以實現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。

4  結束語

    在當今配電設施的應用中，宿舍樓的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-3000電能管理系統在江蘇洋河酒廠的應用，可以實現對變電所供配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態，對分合閘、負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，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為工廠解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的企業效益。

參考文獻：

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網用戶端電力監控與電能管理系統產品選型及解決方案[M]. 北京. 機械工業出版社. 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控系統