安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)在布爾科技 有限公司蘇米圖10kV配電工程的應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 概述

    天津布爾科技有限公司于2014年在天津?yàn)I海高新區(qū)正式成立，是一家面向智能產(chǎn)業(yè)的；以為企業(yè)提供軟硬件系統(tǒng)研發(fā)、生產(chǎn)、配套、售后等智能化解決方案為主營(yíng)業(yè)務(wù)；尤其針對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)制造企業(yè)，擁有多種成熟、完整的產(chǎn)品及解決方案；公司現(xiàn)擁有員工100余人，管理人員10人，市場(chǎng)部人員10人，技術(shù)工程師70余人。

  該項(xiàng)目主要為用戶(hù)側(cè)蘇米圖地區(qū)項(xiàng)目新建10kV預(yù)制艙三座，規(guī)劃供電總?cè)萘繛?/span>3150kVA*30=94500kVA，共計(jì)裝機(jī)容量94500kVA。每個(gè)10kV預(yù)制艙分為四段母線，均采用單母線接線方式，其中，布爾科技蘇米圖項(xiàng)目供電電源接于蘇米圖110kV變電站至用戶(hù)高壓預(yù)制艙內(nèi)。預(yù)制艙內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)柜選用KYN28A-12型開(kāi)關(guān)柜，共設(shè)進(jìn)線柜10面、出線柜20面、PT柜10面、站變柜2面，共計(jì)52面；開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器選用VS1-12型真空斷路器，額定電流選擇1250A，開(kāi)斷電流31.5kA；電流互感器選用干式互感器，型號(hào)為LZZBJ9-10，進(jìn)線電流互感器變比選擇800/5，出線電流互感器變比選擇200/5。二次設(shè)備艙內(nèi)設(shè)置一套獨(dú)立的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；二次保護(hù)選用集于一體的微機(jī)保護(hù)單元，保護(hù)具有速斷過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、油變超溫跳閘、重瓦斯跳閘保護(hù)功能；二次艙內(nèi)設(shè)置一套獨(dú)立的直流系統(tǒng)，直流容量選用200AH，設(shè)直流電池屏二面，電池選用免維護(hù)鉛酸蓄電池，電池電壓為2V，選用104只電池，整流模塊按3*10A配置，選用高頻整流模塊，同時(shí)設(shè)置微機(jī)型接地檢測(cè)裝置。

2 需求分析

本次針對(duì)布爾科技蘇米圖10kV配電工程項(xiàng)目，需要達(dá)到如下要求以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。功能需求如下：

（一）針對(duì)每一配電回路，需要配置具有高安全性與可靠性、易于擴(kuò)展、便于維修與維護(hù)的微機(jī)保護(hù)裝置，來(lái)確認(rèn)供電系統(tǒng)運(yùn)行。

（二）針對(duì)每一配電回路，需要配置帶有無(wú)線測(cè)溫功能的智能操控裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫度。

（三）針對(duì)整個(gè)配電工程配置一臺(tái)電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控配電室的運(yùn)行，其功能應(yīng)包含：

（1）電壓、電流、功率、功率因數(shù)以及頻率等監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并以一次圖形式直觀動(dòng)態(tài)顯示。各回路子畫(huà)面上顯示該回路各電參量、回路名稱(chēng)等信息。

（2）對(duì)回路的電能集中抄送功能，并可生成時(shí)間段內(nèi)符合客戶(hù)管理需求的用電報(bào)表。

（3）對(duì)回路儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊狀態(tài)顯示。

（4）多用戶(hù)權(quán)限管理，便于分級(jí)操作。

3 系統(tǒng)方案

    根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際需求，對(duì)每一高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機(jī)保護(hù)裝置和ASD320智能操控?zé)o線測(cè)溫一體裝置，其中針對(duì)柜內(nèi)接點(diǎn)測(cè)溫這一要求，配置了ATE300型無(wú)線測(cè)溫傳感器。在監(jiān)控主站配置一臺(tái)安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)，將微機(jī)保護(hù)裝置、智能操作裝置、多功能電力儀表等數(shù)據(jù)上傳，實(shí)現(xiàn)對(duì)本項(xiàng)目變電站全的方位控制和管理，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

3.1 產(chǎn)品上圖方案

整個(gè)系統(tǒng)由1#預(yù)制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、2#預(yù)制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、3#預(yù)制艙電力監(jiān)控子系統(tǒng)、主站組成。根據(jù)需求分析， 以1#預(yù)制艙（共四段母線）為例，整個(gè)變電站的安科瑞電力監(jiān)控解決方案如下：

3.2 1#預(yù)制艙產(chǎn)品明細(xì)

3.3 主站監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)布爾科技蘇米圖10kV配電的用電監(jiān)控與管理。監(jiān)控范圍為變電所的綜合保護(hù)裝置、智能操控裝置和直流屏。系統(tǒng)接入1#預(yù)制艙、2#預(yù)制艙和3#預(yù)制艙共50臺(tái)AM微機(jī)保護(hù)，52只智能操控裝置以及3臺(tái)直流屏。485總線直接接入本變電所內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，再經(jīng)過(guò)網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機(jī)，從而在監(jiān)控主機(jī)上實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)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(chǎng)設(shè)備層。

3.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

• 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。主要是指置于值班室的工控機(jī)、顯示器、UPS等。

• 網(wǎng)絡(luò)通訊層

通訊層主要是由數(shù)據(jù)采集器及總線網(wǎng)絡(luò)組成。數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)智能操控裝置、綜合保護(hù)裝置和直流屏；總線網(wǎng)絡(luò)的主要功能是實(shí)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，大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到了無(wú)人值守的目的。

• 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，主要由智能操控裝置、綜合保護(hù)裝置和直流屏組成，通過(guò)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)程監(jiān)控。

3.3.2 微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表現(xiàn)場(chǎng)連接示意圖

現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)裝置以及智能操控裝置以手拉手方式通過(guò)屏蔽雙絞線（RVSP2*1.0）進(jìn)行通訊連接，每根總線連接微機(jī)保護(hù)數(shù)量5只。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3.3.3 系統(tǒng)配置

4 系統(tǒng)功能

4.1 功能特點(diǎn)

本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡(jiǎn)單方便；運(yùn)行穩(wěn)定可靠；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(jī)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。

4.2 登錄界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如配電回路名稱(chēng)修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

主要功能：將用戶(hù)的級(jí)別分為操作工、班長(zhǎng)、工程師、系統(tǒng)管理員四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)可以分別賦予不同的操作權(quán)限，包括進(jìn)入運(yùn)行、退出運(yùn)行、遙控操作、報(bào)表管理、系統(tǒng)配置、用戶(hù)管理等。

4.3 配電監(jiān)測(cè)界面

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參量信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)以及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。

主要功能：一次圖顯示各回路對(duì)應(yīng)回路名稱(chēng)、電流、電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開(kāi)關(guān)等合分位狀態(tài)，彈簧儲(chǔ)能狀態(tài)、手車(chē)位置狀態(tài)。以下是三個(gè)預(yù)制艙的配電監(jiān)測(cè)界面以及溫濕度顯示界面。 

1#預(yù)制艙監(jiān)測(cè)界面

2#預(yù)制艙配電監(jiān)測(cè)界

3#預(yù)制艙配電監(jiān)測(cè)界面

溫濕度顯示界面

4.4 通訊狀態(tài)

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。從而方便運(yùn)行維護(hù)人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的通訊狀態(tài)，及時(shí)維護(hù)出現(xiàn)異常的設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對(duì)應(yīng)設(shè)備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設(shè)備通訊異常。系統(tǒng)主機(jī)和串口服務(wù)器/通訊管理機(jī)旁標(biāo)明設(shè)備分配IP地址，各設(shè)備旁標(biāo)識(shí)了設(shè)備地址和設(shè)備回路編號(hào)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

通訊狀態(tài)圖

4.5 電參量報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲(chǔ)和管理功能，所有實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，在查詢(xún)界面中能夠自定義需要查詢(xún)的參數(shù)、時(shí)間或選擇查詢(xún)更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過(guò)報(bào)表方式顯示出來(lái)。

主要功能：查詢(xún)各回路或者設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等。電參量報(bào)表也支持導(dǎo)出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶(hù)要求導(dǎo)出PDF格式文件。

4.6 電能報(bào)表

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報(bào)表體系支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時(shí)抄表匯總統(tǒng)計(jì)功能，用戶(hù)可以自由查詢(xún)自系統(tǒng)正常運(yùn)行以來(lái)任意時(shí)間段內(nèi)各配電節(jié)點(diǎn)的用電情況，即該節(jié)點(diǎn)進(jìn)線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時(shí)可分析追溯，維護(hù)計(jì)量體系的正確性。

主要功能：具有起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的時(shí)間選擇框，選定想要查詢(xún)的時(shí)間段后，通過(guò)點(diǎn)擊查詢(xún)按鈕可查詢(xún)出系統(tǒng)項(xiàng)目范圍內(nèi)所有配電回路的用電量?？赏ㄟ^(guò)導(dǎo)出按鈕將報(bào)表以Excel形式導(dǎo)出保存，通過(guò)打印按鈕進(jìn)行報(bào)表打印。

4.7 報(bào)警及事件

• 實(shí)時(shí)報(bào)警

實(shí)時(shí)報(bào)警窗口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所采集的遙測(cè)量。報(bào)警窗口會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，并一直隱藏在后臺(tái)。

當(dāng)有電流或者電壓越限，并且觸及報(bào)警界*，“相應(yīng)實(shí)時(shí)報(bào)警”窗口就會(huì)自動(dòng)彈出，并以紅色字體顯示具體的報(bào)警信息：回路名稱(chēng)、越限的電參量、報(bào)警值等。

• 歷史報(bào)警

通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，即可查詢(xún)到過(guò)去任意時(shí)間段內(nèi)的系統(tǒng)報(bào)警信息，包括遙測(cè)報(bào)警和遙信報(bào)警，還包括具體的報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類(lèi)型，報(bào)警內(nèi)容等。

事件窗口

5 結(jié)束語(yǔ)

  在當(dāng)今配電設(shè)施的應(yīng)用中，變電所的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在布爾科技有限公司蘇米圖10kV配電工程的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所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)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出對(duì)話(huà)框、語(yǔ)音提示、短信報(bào)警deng，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，為解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。