安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正

摘要：中國(guó)石油大廈(武漢)電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用屏蔽雙絞線直接連接的方式：把儀表、組態(tài)軟件與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來。該系統(tǒng)將硬件電路組裝在通訊機(jī)柜中，通過ACREL-2000組態(tài)開發(fā)設(shè)計(jì)監(jiān)控軟件，顯示系統(tǒng)的配置及各種電氣參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高、低壓配電室數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、遙控和管理。整個(gè)系統(tǒng)集成度、可靠性、實(shí)時(shí)性高，能滿足中國(guó)石油大廈(武漢)電力監(jiān)控系統(tǒng)智能化的要求。
關(guān)鍵詞：電力儀表   組態(tài)軟件   網(wǎng)絡(luò)設(shè)備   中國(guó)石油    電力監(jiān)控

前言

??目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用,全國(guó)各地工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加，對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

??安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、計(jì)量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。 該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為武漢重型機(jī)床集團(tuán)提供“監(jiān)控一體化"的整體解決方案，主要包括實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower等。

系統(tǒng)概述
     武漢中國(guó)石油大廈建筑面積近6.8萬平方米，共30層.其中, 五星級(jí)酒店21層,寫字樓部分9層.大廈外觀簡(jiǎn)潔大方、氣勢(shì)恢宏，在周邊建筑群中個(gè)性鮮明。大廈酒店擁有近300間套溫馨的客房，包括精心設(shè)計(jì)的行政樓層客房和總統(tǒng)套房；共有1100個(gè)餐位，包括粵式中餐廳、典型歐式西餐廳、特色餐廳和大型宴會(huì)廳；配套有標(biāo)準(zhǔn)的游泳池以及各種康體設(shè)施；武漢中國(guó)石油大廈將按照標(biāo)準(zhǔn)酒店管理和經(jīng)營(yíng)。

安科瑞電氣股份有限公司承接中國(guó)石油大廈(武漢)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施。采用ACREL-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室為銳致微機(jī)保護(hù)7臺(tái)，低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表PZ80E4共146臺(tái)。

用戶需求

中國(guó)石油大廈（武漢）電力監(jiān)控系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能是：遠(yuǎn)程監(jiān)視大廈高低壓配電系統(tǒng)的所有電參量；實(shí)時(shí)界面顯示高低壓各回路的重要電參數(shù)，高靈敏度和可靠度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新率；能看到實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和查詢各高壓回路和低壓進(jìn)線以及低壓重要出線回路的電流曲線圖（或者負(fù)荷曲線圖）；所有回路具有電參數(shù)查詢報(bào)表，能查詢到秒級(jí)的電參量歷史值；電能報(bào)表，根據(jù)管理的需要可適當(dāng)修改報(bào)表格式，能查詢?nèi)我鈺r(shí)刻的電能值。

主要設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)

DL/T721-2006          《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

GB/50198-94           《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50254～59－96   《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

GB/J63-90               《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

ISARP55.1              《數(shù)字處理計(jì)算機(jī)硬件測(cè)試》

DL/T630                  《交流采樣遠(yuǎn)動(dòng)終端通用技術(shù)條件》

DL/T 814-2002         《配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范》

ISO/IEC11801          《國(guó)際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

GBJ232-2006           《電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

DL5002-2010            地區(qū)電網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

DL451-2003             循環(huán)式遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約

設(shè)計(jì)思路

按照中國(guó)石油大廈(武漢)的實(shí)際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測(cè)及電參量越限報(bào)警；事件記錄，系統(tǒng)運(yùn)行異常監(jiān)測(cè)；故障報(bào)警及操作記錄；電能報(bào)表查詢與打?。粴v史曲線，用戶權(quán)限管理、高壓遙控、低壓主進(jìn)線遙控等主要功能。

整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機(jī)位于監(jiān)控室內(nèi)，系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接到通訊服務(wù)器。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設(shè)備為：電力儀表、開關(guān)量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對(duì)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(chǎng)MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

中間層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)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(chǎng)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。

系統(tǒng)的主要功能

一、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(hào)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Ep、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。

二、人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示設(shè)備狀態(tài)及實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)；畫面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；報(bào)警記錄顯示等。

1、高壓一次圖：

高壓一次圖為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，主要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓回路的運(yùn)行狀態(tài)，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。

2、低壓一次圖：

實(shí)時(shí)顯示低壓進(jìn)線回路，電容補(bǔ)償、出線回路的合分閘情況，實(shí)時(shí)刷新負(fù)載、電流、電壓、功率等的實(shí)時(shí)值。

3、實(shí)時(shí)、歷史曲線圖：

界面內(nèi)的的功能按鈕包括時(shí)間間隔的選擇，刷新曲線、鼠標(biāo)縮放、鼠標(biāo)平移，搜索曲線、曲線在顯示見面里的左右移動(dòng)以及電流曲線位置的調(diào)整。電流在趨勢(shì)圖中位置的調(diào)整分為5個(gè)檔，用戶可以根據(jù)查詢電流的大小，選擇適當(dāng)?shù)牧砍獭?/p>

4、電能、電量報(bào)表

此電能報(bào)表支持手動(dòng)輸入時(shí)間查詢?nèi)魏螘r(shí)段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線回路安排在同一個(gè)電能報(bào)表內(nèi)，便于管理人員的統(tǒng)計(jì)管理。系類報(bào)表可設(shè)計(jì)成用戶慣用的電能報(bào)表格式，以延續(xù)工作人員的工作風(fēng)格。

5、高壓光子牌：

顯示微機(jī)保護(hù)裝置上電、裝置掉電、裝置復(fù)位、信號(hào)復(fù)歸、遙控操作、就地操作、修改保護(hù)定值、裝置自檢錯(cuò)誤、裝置超溫等信號(hào)，信號(hào)跳變時(shí)伴隨聲光報(bào)警。

三、故障報(bào)警及事故追憶

在配電系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，會(huì)及時(shí)發(fā)出聲報(bào)警提示用戶及時(shí)響應(yīng)故障回路，同時(shí)自動(dòng)記錄事件發(fā)生的時(shí)間地點(diǎn)，以被用戶查詢，追憶故障原因。

四、數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測(cè)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。

五、用戶權(quán)限管理

可根據(jù)買方要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對(duì)不同級(jí)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)的安全，可靠運(yùn)行。

結(jié)束語

中國(guó)石油大廈（武漢）通過集中監(jiān)控微機(jī)的軟件，讀取配電室各儀表的信息量，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控機(jī)對(duì)配電室的電力儀表集中監(jiān)控?？梢粤私獾秸麄€(gè)大廈的電力系統(tǒng)狀況，這對(duì)電力系統(tǒng)事故狀態(tài)下的調(diào)度指揮也很有益處。
   中國(guó)石油大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目，通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)了控制現(xiàn)場(chǎng)儀表；實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理；同時(shí)具備報(bào)警處理等功能。友好的界面操作系統(tǒng)和簡(jiǎn)易的操作，使系統(tǒng)更具有人性化。而且，本系統(tǒng)將硬件設(shè)備組裝在自行設(shè)計(jì)的通用開關(guān)柜中，實(shí)現(xiàn)集中管理，同時(shí)也便于系統(tǒng)的維護(hù)與更換，提高產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、層次化，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。采用組態(tài)軟件，減少了電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視對(duì)人力依賴，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。為電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行和管理提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。