Acrel-2000電力監控系統在富森美家居家居MALL的應用

艾優花

摘要：采用AM5系列微機保護和PZ系列多功能電力儀表、采集東區及西區兩間變電所內10KV高壓柜以及0.4KV低壓配電回路現場的各種電參量和開關信號。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-2000型電力監控系統實現配電所配電回路用電的實時監控和管理。

關鍵詞：富森美家居；大型公共建筑用電監控 ;變電所 ;AM5系列微機保護;Acrel-2000;電力監控系統;

0概述 
  富森美家居家居MALL（富森美家居城北家具館）位于成都市北三環川陜立交旁，地下1層，地上5層，經營面積達16萬平米，是全川經營面積較大的“一站式”家具購物中心之一，成都城北綜合性家具賣場。
  本次項目承接其東區及西區兩間變電所的電力監控系統，監控主機位于監控室內。

1需求分析
  為保證生產管理用電負荷的統計與分析及對危險源實時監控。需要對現場的10KV高壓配電柜及0.4KV低壓配電柜進行電壓、電流、功率以及各開關量信號等參數進行實時在線監控。一旦監控點被監視參數異常，能夠及時檢測報警，有關人員采取必要的措施，避免安全事故的發生。自動抄表功能節省了人力物力，電流趨勢曲線功能能夠直觀的顯示各回路的工作狀態與時間。

數據采集
  自動采集現場所有10KV回路AM5微機保護及0.4KV回路PZ系列多功能儀表的模擬量數據，自動采集現場開關狀態以及故障狀態等開關量數據。
  支持實時采集、自動周期采集（定時采集）可配置周期（1分鐘～24小時）。
  支持多線程處理機制，提高數據采集效率，能同時對多個設備進行數據采集。
  數據實時顯示采用配電室主接線圖直觀顯示模式，各回路開關斷合以及故障狀態直觀可見。

數據查詢與展示
  要求能方便實現各級管理人員的查詢，查詢界面能適應各級管理人員的要求能夠支持靈活的條件組合查詢。
數據展示功能按照不同用戶的不同的權限，分為操作層、管理層、決策層三層用能展示。

權限管理
  要求對不同用戶賦予不同角色的權限，能*到功能子菜單、具體檔案記錄、數據記錄等。
系統要求具備合理完善的用戶安全控制機制，能使應用環境中的信息資源得到有效地保護，防止信息的丟失、失竊和破壞。

故障報警
  故障判斷與報警具有故障自動判斷并采用聲光方式報警功能。報警類型包括開關故障，電壓、電流超限，現場微機保護與監控系統通訊故障等。報警時間自動記入系統數據庫，方便用戶查詢，工作人員可隨時掌握富森美家居家居MALL（富森美家居城北家具館）東區及西區兩間變電所配電回路的實時運行狀態，發現變配電運行故障并作出相應處理，提高變配電的管理效率，提升電力系統安全性、可靠性。

2  系統方案
  安科瑞Acrel-2000系統根據富森美家居家居MALL（富森美家居城北家具館）東區及西區兩間變電所現場實際情況，東區變電所內的266臺PZ系列多功能儀表采用屏蔽雙絞線分17根總線直接接至東區監控室操作臺內的兩臺串口服務器上，西區變電所內的20臺AM5綜保以及339臺PZ系列多功能儀表采用屏蔽雙絞線分26根總線直接接至西區監控室操作臺內的三臺串口服務器上，保障了配電所電力監控系統傳輸的穩定性與實時性。如下圖所示：

東區變電所系統結構圖

西區變電所系統結構圖一

    
西區變電所系統結構圖二

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。在富森美家居家居MALL工程中主要指置于東區及西區兩間變電所監控室的監控主機。
2）網絡通訊層
  通訊層主要是由以總線網絡組成。總線網絡的主要功能是實現現場微機保護及低壓多功能儀表與站控管理層之間的數據交互，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，終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10KV配電柜上的微機保護裝置以及0.4KV低壓配電回路的多功能電力儀表組成，智能設備通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線連接接入監控主機進行組網，實現遠程控制。
微機保護裝置及低壓電力儀表現場連接示意
  現場微機保護裝置以及低壓多功能電力儀表以手拉手方式通過屏蔽雙絞線(RVSP2*1.0)進行通訊連接，每根總線連接微機保護數量5只左右，低壓電力儀表25只左右。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3  系統功能
  配電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測富森美家居家居MALL（富森美家居城北家具館）東區及西區兩間變電所內所有配電回路的運行狀態。在系統圖中可以直觀的看到每路10KV配電柜及低壓進出線回路的運行參數和狀態，紅色代表合閘，淡紫色代表分閘。在系統圖中可以直觀的看到高壓柜對應微機保護的運行參數以及低壓部分進線和出線的運行參數和狀態，可以看到現場智能微機保護和電力儀表的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等。如下圖所示：

  配電室一次系統圖

  遙信和遙測報警功能，主要完成對高低壓各回路的開關運行狀態和負載進線監控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。 
  事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為值班人員提供依據并且分析事故發生的原因。

 報警窗口

  參數抄表功能，主要對10KV配電柜及低壓配電各回路的電參數進行查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

 電參數報表

  用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段的電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。
  系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊異常。

 通訊結構示意圖

4  結束語
  在當今配電設施的應用中，大型商場公共建筑的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在富森美家居家居MALL（富森美家居城北家具館）項目的應用，可以實現對配電所供配電回路用電的實時監控。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示中心配電室內各10KV配電柜回路以及0.4KV低壓配電進出線回路的運行狀態，對分合閘、負載越限具有彈出報警對話框、報警聲音提示，該系統運行安全、可靠、穩定，保證了大型公共建筑的用電可靠度。

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