安科瑞 陳靜燕

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰214405

摘要：介紹杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊遠(yuǎn)傳至監(jiān)控后臺(tái)，通過Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對配電室配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

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

0 概述 

杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司是世界醫(yī)藥企業(yè)之一 ，是賽諾菲-安萬特與杭州民生藥業(yè)有限公司共同組建的健康藥業(yè)領(lǐng)域合資企業(yè)。主要從事OTC市場的銷售。該合資企業(yè)將主要生產(chǎn)和經(jīng)營維生素和礦物質(zhì)產(chǎn)品。維生素和礦物質(zhì)產(chǎn)品是中國非處方藥市場中大的一個(gè)類別，民生藥業(yè)憑借其旗艦品牌21金維他，已在該領(lǐng)域擁有相當(dāng)?shù)膶?shí)力。賽諾菲-安萬特是第五大健康藥業(yè)企業(yè)，并且不斷通過并購，擴(kuò)大其在健康藥業(yè)領(lǐng)域的實(shí)力。民生賽諾菲的產(chǎn)品已經(jīng)得到了眾多老百姓的認(rèn)可和支持。

杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司共有2個(gè)配電室（動(dòng)力中心配電室、生產(chǎn)廠房及倉庫配電室），2個(gè)配電室之間的距離約為70米，計(jì)劃將配電值班室置于動(dòng)力中心配電室隔壁。

根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司2個(gè)配電室內(nèi)所有低壓配出線進(jìn)行電力監(jiān)控，電力監(jiān)控平臺(tái)置于配電值班室內(nèi)，通過該平臺(tái)可查看配電室內(nèi)所有回路的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以保證用電的、可靠和。

Acrel-2000型低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：

                                         圖（1）電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為：多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、開關(guān)量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現(xiàn)場MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：串口服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。

以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-

RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)高傳輸速率為10Mbps。

RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，大傳輸距離為1.2km。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

2.1  數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求，同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

2.2  人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，畫面定時(shí)輪巡切換；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷時(shí)事件

歷時(shí)事件查看界面主要為用戶查看曾經(jīng)發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互，通過歷史事件查看平臺(tái)，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時(shí)采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報(bào)表，以供用戶查詢打印。

2.5  用戶權(quán)限管理

針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的，可靠運(yùn)行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。

2.6  運(yùn)行負(fù)荷曲線

負(fù)荷趨勢曲線功能主要負(fù)責(zé)定時(shí)采集進(jìn)線及重要回路電流和功率負(fù)荷參量，自動(dòng)生成運(yùn)行負(fù)荷趨勢曲線的，方便用戶及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷狀況。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；可以查看實(shí)時(shí)趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進(jìn)行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進(jìn)線趨

勢分析和故障追憶，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。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢

報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶提供了對生成的報(bào)表文件管理功能。

報(bào)表具有自由設(shè)置查詢時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

3  案例分析

本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)有限公司2個(gè)配電室（動(dòng)力中心配電室、生產(chǎn)和倉庫配電室）配電系統(tǒng)監(jiān)控。

動(dòng)力中心配電室內(nèi)有2臺(tái)進(jìn)線柜、1臺(tái)母聯(lián)柜、4臺(tái)補(bǔ)償柜及24路普通饋線回路；生產(chǎn)及倉庫配電室內(nèi)有2臺(tái)進(jìn)線柜、1臺(tái)母聯(lián)柜、4臺(tái)補(bǔ)償柜及43路普通饋線回路，整個(gè)監(jiān)控范圍為81個(gè)回路的電參量監(jiān)測，具體回路清單如下：

其中Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)于動(dòng)力中心配電室隔壁的值班室內(nèi)，動(dòng)力中心配電室有2臺(tái)變壓器，共有31臺(tái)智能儀表；現(xiàn)場采用2根屏蔽雙絞總線連接，拉設(shè)至值班室內(nèi)；生產(chǎn)廠房及倉庫配電室有2臺(tái)變壓器，共有50臺(tái)智能儀表；現(xiàn)場采用2根屏蔽雙絞總線連接，拉設(shè)至值班室內(nèi)；其中生產(chǎn)廠房及倉庫配電室距離值班室的距離約100m。

在配電室內(nèi)安裝的所有表計(jì)均為多功能網(wǎng)絡(luò)儀表，該儀表主要測量所有常規(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。

配電室二次圖見圖（2）（3），功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：線三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警；斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，提醒用戶及時(shí)處理故障。  

                               圖（2）動(dòng)力中心低壓配電二次圖

                            圖（3）生產(chǎn)廠房及倉庫低壓配電二次圖

遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對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。具備歷史查詢功能，見圖（4）；負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置，間圖（5）

                                 圖（4）報(bào)警信息查詢

                       圖（5）負(fù)荷報(bào)警限值設(shè)定

參數(shù)抄表功能，主要對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)表查詢兩個(gè)配電室4臺(tái)變壓器出線各低壓回路的電參數(shù)，主要包括：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)。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，如圖（6）為2-2LP1進(jìn)線柜回路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；用戶也可同時(shí)查詢所有回路的歷史遙測電參量，方便管理人員對比分析，如圖（7）為所以回路電參量查詢報(bào)表。

                                    圖（6）單回路參數(shù)抄表

                         圖（7）所有回路參數(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【圖（8）所示】，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能，也可默認(rèn)按月查詢報(bào)表【圖（9）所示】，為值班人員提供了可靠的電能報(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，用戶可以直接打印報(bào)表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。

                            圖（8） 自定義電能報(bào)表

                           圖（9） 月查詢電能報(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。見圖（10）。

                                     圖（10）通訊結(jié)構(gòu)示意圖

針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的，可靠運(yùn)行。可以通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改，見圖（11）

                   圖（11） 用戶登錄

負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。通過點(diǎn)擊一次圖上面的符合曲線按鈕，即可對應(yīng)查看該回路的實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線，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，見圖（12）。

                           圖（12）趨勢曲線圖

4  結(jié)束語

電力的供應(yīng)對社會(huì)的生產(chǎn)、工作的正常進(jìn)行有著非常重要的作用，管理人員如何才能在值班室內(nèi)快速迅捷的發(fā)現(xiàn)配電回路的故障及運(yùn)行情況呢？本文介紹的Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)在杭州賽諾菲民生健康藥業(yè)的應(yīng)用很好的解決了這一問題，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對配電室低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡(luò)通訊及WEB發(fā)布功能，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)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài)，對分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對話框及語音提示，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、可靠、穩(wěn)定，為配電室用戶解決用電問題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)，取得了較好的社會(huì)效益。［2］

參考文獻(xiàn)：

[1].任致程 周中. 電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)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(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(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10