安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程的應用

時間：2020-12-24作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：52

安科瑞 高佳樂

1 概述

       南京市評事街歷史風貌區(qū)是南京自明清以來，居住建筑由傳統(tǒng)多進合院式逐步演進為*棟式、里弄式、現(xiàn)代合院式的典型代表，較是南京老城區(qū)內現(xiàn)存街市、作坊與居住交融的傳統(tǒng)居住區(qū)，傳統(tǒng)手工業(yè)文化、回民清真文化、秦淮燈市文化和南京近代報業(yè)文化承載其中。評事街歷史風貌區(qū)，位于城南歷史城區(qū)北部，中山南路以西，升州路以北，與南捕廳歷史文化街區(qū)毗鄰。規(guī)劃范圍東至中山南路，南抵升州路，西至鼎新路，北到泥馬巷?？偯娣e約14.46公頃。

       該項目為南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站，設有高壓柜16臺，低壓柜18臺。其中高壓部分有進線柜兩臺，計量柜兩臺，PT柜兩臺，變壓器饋線柜八臺，預留饋線柜兩臺。該項目選用我司AM系列微機保護裝置、AMC系列電量采集監(jiān)控裝置以及PZ系列可編程智能電測儀表。

       AM系列微機保護測控裝置集保護、測量、控制于一體，適用于35kV及以下電壓等級的用戶終端變電站(所)，可實現(xiàn)用戶變電站的保護和測控。應用領域覆蓋電力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行業(yè)。裝置采用**成熟可靠的保護原理和算法，抗干擾性能強，可靠性高，保護實現(xiàn)方式靈活，通訊采用冗余設計。裝置具備獨立的高精度電流測量回路，多路開關量采集和繼電器輸出，能與Acrel-2000/Z電力監(jiān)控軟件配合，可以實現(xiàn)無人值班的終端用戶變電站配電自動化系統(tǒng)。
AMC系列電量采集監(jiān)控裝置是集電參量采集、監(jiān)測、控制于一體的智能電量采集裝置?？蓽y量的電參量有相電壓、線電壓、相電流、分相有功功率、總有功功率、分相無功功率、總無功功率、分相視在功率、總視在功率、分相功率因數(shù)、總功率因數(shù)、以及四象限電能。本次選用的AMC72L-E4還可以采集兩路DI、兩路DO。同時該裝置帶有RS485通訊接口，可采用Modbus協(xié)議將采集信息傳給后臺系統(tǒng)。
PZ系列可編程智能電測儀表采用交流采樣技術，能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS485通訊接口，采用Modbus或Profibus協(xié)議；也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出；或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。

2 需求分析

       本次針對南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程項目，需要達到如下要求以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。功能需求如下：

（一）針對每一配電回路，需要配置具有高安全性與可靠性、易于擴展、便于維修與維護的微機保護裝置，來確認供電系統(tǒng)運行。

（二）針對每一配電回路，需要配置可編程智能電測儀表，實時監(jiān)測高精度的全電量參數(shù)。

（三）針對整個配電工程配置一臺電力監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控配電室的運行，其功能應包含：

（1）電壓、電流、功率、功率因數(shù)以及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，并以一次圖形式直觀動態(tài)顯示。各回路子畫面上顯示該回路各電參量、回路名稱等信息。

（2）對回路的電能集中抄送功能，并可生成時間段內符合客戶管理需求的用電報表。

（3）對回路儀表進行實時通訊狀態(tài)顯示。

（4）多用戶權限管理，便于分級操作。

3 系統(tǒng)方案

       根據(jù)該項目的實際需求，對每一高壓柜配置了安科瑞AM5系列微機保護裝置、FN210開關柜智能顯示控制裝置以及PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表，在低壓側配有AMC72L-E4電量采集監(jiān)控裝置以及PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表。在監(jiān)控主站配置一臺安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，將微機保護裝置、電量采集監(jiān)控裝置、可編程智能電測儀表等數(shù)據(jù)上傳，實現(xiàn)對該項目變電站的控制和管理，為變電站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的**。

南捕廳中心站模擬圖

3.1 現(xiàn)場一次接線圖

       整個中心站的一次接線圖及柜內主要電氣設備如下：

3.2 10kV配電工程我司產(chǎn)品明細

柜號	產(chǎn)品型號/名稱	數(shù)量
1#進線柜	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
1#變電所1TD	AM5-T 變壓器保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
2#變電所3TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
3#變電所5TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
4#變電所7TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
預留	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
2#進線	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
1#變電所2TD	AM5-T 變壓器保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
2#變電所4TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
3#變電所6TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
4#變電所8TD	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1
預留	AM5-F 線路保護裝置	1
	FN210開關柜智能顯示控制裝置	1
	PZ96L-E4/H可編程智能電測儀表	1

3.3 現(xiàn)場安裝圖

 

高壓柜側面整體圖

抽屜柜正面整體圖

1#進線柜正面圖

抽屜柜儀表數(shù)據(jù)圖

3.4 主站監(jiān)控系統(tǒng)

       監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站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裝置、智能儀表和直流屏。系統(tǒng)接入變電所的12臺AM微機保護，12只PZ96L-E4/HKC智能儀表以及63只AMC72-E4電量采集監(jiān)控裝置。通過485總線直接接入本變電所內數(shù)據(jù)采集器，再經(jīng)過網(wǎng)線上傳數(shù)據(jù)至變電所值班室主機，從而在監(jiān)控主機上實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。

3.4.1 系統(tǒng)架構

       系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖如下圖所示：站控管理層、網(wǎng)絡通訊層和現(xiàn)場設備層。

系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

站控管理層

       站控管理層針對電力監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控機、顯示器、UPS等。

網(wǎng)絡通訊層

       通訊層主要是由數(shù)據(jù)采集器及總線網(wǎng)絡組成。數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏；總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了**的目的。

現(xiàn)場設備層

       現(xiàn)場設備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由多功能儀表、綜合保護裝置和直流屏組成，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器，經(jīng)通訊服務器到達該配電間監(jiān)控主機進行組網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

3.4.2 微機保護裝置及多功能儀表現(xiàn)場連接示意圖

       現(xiàn)場微機保護裝置以及多功能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(shù)量6只，多功能儀表6-17只。具體連接示意圖如下所示：

通訊線路連接示意圖

3.4.3 系統(tǒng)配置

序號	名稱	型號、規(guī)格	單位	數(shù)量	備注
1	工控機	IPC-510MB/501G2(10串口,雙網(wǎng)口) /G1620/2.7GHz/2G+4G/500G/DVD/研華鍵盤+光電鼠標	臺	1	研華
2	顯示器	19"液晶顯示器 分辨率 1600*900	臺	1	DELL
3	8口串口卡	CP-138U-I   串口標準： RS-422/485 (PCI插槽 帶隔離)	只	1	MOXA
4	音箱	R19U	臺	1	漫步者
5	電力監(jiān)控軟件	系統(tǒng)組態(tài)軟件Acrel-2000/Z	套	1	安科瑞
6	UPS電源	C1K/1KVA 塔式  (SANTAK)	臺	1	SANTAK，山特
7	打印機	HP 1108 A4幅面	臺	1	惠普，甲供
8	操作系統(tǒng)	WINDOWS7  64位簡體中文旗艦版	套	1	微軟，甲供
9	操作臺	鋼制結構 1.2米	臺	1

4 系統(tǒng)功能
4.1 功能特點

       本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(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)絡結構圖顯示；系統(tǒng)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。

4.2 登錄界面

       安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)為**系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如配電回路名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全**。

主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。

4.3 配電監(jiān)測界面

       安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等電參量信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀態(tài)以及有關故障、告警等信號。

主要功能：一次圖顯示各回路對應回路名稱、電流、電壓、總有功功率、總功率因數(shù)，斷路器、地刀、隔離開關等合分位狀態(tài)，彈簧儲能狀態(tài)、手車位置狀態(tài)。下圖是該項目的監(jiān)測界面。

高壓保護柜電力監(jiān)控圖

抽屜柜1電力監(jiān)控圖

抽屜柜2電力監(jiān)控圖

4.4 通訊管理

       安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備通訊情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主程序右鍵打開通訊管理程序，然后選擇通訊控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通訊和數(shù)據(jù)情況。

       主要功能：具備完整的系統(tǒng)通訊拓撲結構圖，實時顯示設備通訊狀態(tài)，紅色狀態(tài)表示對應設備通訊正常，綠色狀態(tài)表示設備通訊異常。系統(tǒng)主機和串口服務器/通訊管理機旁標明設備分配IP地址，各設備旁標識了設備地址和設備回路編號。

4.5 電參量報表

       安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)具有實時電力參數(shù)和歷史電力參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、順序事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、*時間或選擇查詢較新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過報表方式顯示出來。

電參量報表

       主要功能：查詢各回路或者設備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。電參量報表也支持導出Excel格式文件，還可以根據(jù)用戶要求導出PDF格式文件。下圖是歷史電參量的查詢曲線

歷史曲線查詢

4.6 電能報表

       安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)以豐富的報表體系支撐量體系的完整性。系統(tǒng)具備定時抄表匯*計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內各配電節(jié)點的用電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。該功能使得用電可視透明，并在用電誤差偏大時可分析追溯，維護計量體系的正確性。

主要功能：具有起始時間和結束時間的時間選擇框，選定想要查詢的時間段后，通過點擊查詢按鈕可查詢出系統(tǒng)項目范圍內所有配電回路的用電量。可通過導出按鈕將報表以Excel形式導出保存，通過打印按鈕進行報表打印。

電能統(tǒng)計報表

4.7 報警及事件

實時報警

       實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)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：回路名稱、越限的電參量、報警值等。

歷史報警

       通過調節(jié)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(tǒng)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。

5 結束語

       在當今配電設施的應用中，變電所的配電安全性至關重要，本文介紹的安科瑞Acrel-2000/Z電力監(jiān)控系統(tǒng)在南京市評事街歷史風貌區(qū)中心站10kV配電工程的應用，可以實現(xiàn)對變電所供配電回路用電的實時監(jiān)控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示變電所內各配電回路的運行狀態(tài)，對分合閘、負載越限具有彈出對話框、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(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決用電問題提供了真實可靠的依據(jù)。








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