周(zhou)菁
江(jiang)蘇安科瑞(rui)電器制造有限公司
摘要(yao)：介(jie)紹江蘇康緣(yuan)集團(tuan)總部暨創(chuang)新(xin)中藥(yao)研究與GLP安全評價中心二期電能管(guan)理(li)系統，采用(yong)智能電(dian)力儀表采集(ji)配電(dian)現(xian)場的各種電(dian)參量(liang)和開關(guan)信號。系統(tong)采用(yong)現(xian)場就(jiu)地組網(wang)的方(fang)式，組網(wang)后通(tong)過現(xian)場總(zong)線(xian)通(tong)訊并遠傳至(zhi)后臺，通(tong)過Acrel-3000型(xing)電(dian)能管(guan)理(li)(li)系統(tong)實現(xian)配電(dian)回路用(yong)電(dian)的實時(shi)監控和電(dian)能管(guan)理(li)(li)。
關鍵詞：辦公樓；變電(dian)所；智能(neng)電(dian)力儀表;Acrel-3000型；電(dian)能(neng)管理系統
0 概述
江蘇康緣集團總部暨創(chuang)新中(zhong)藥研究與(yu)GLP安全評價中(zhong)心項目位于南京市(shi)建(jian)鄴區康(kang)文路以(yi)南、云龍路以(yi)西、嘉陵江東街以(yi)北、泰山路以(yi)東。總用(yong)地面積約24814㎡。
本項目(mu)為江蘇康(kang)緣集(ji)團總部暨創新(xin)中(zhong)藥研究與GLP安全評(ping)價中(zhong)心二期電能(neng)管理(li)系(xi)統(tong)。根(gen)據配電系統(tong)管理的(de)要求，需要對大樓內(nei)的(de)(de)(de)強電(dian)井的(de)(de)(de)低壓箱進(jin)行電(dian)能(neng)管(guan)理，以(yi)保證用電(dian)的(de)(de)(de)安全、可靠(kao)和。
Acrel-3000型智能(neng)配(pei)電(dian)系統(tong)充分利用(yong)了現代電(dian)子技術(shu)、計(ji)算機(ji)技術(shu)、網絡(luo)技術(shu)和現場總線技術(shu)的(de)新發展，對配(pei)電(dian)系統(tong)進行(xing)分散數(shu)據采(cai)集和集中(zhong)監控(kong)管理。對配(pei)電(dian)系統(tong)的(de)二(er)次設備(bei)進行(xing)組網，通過計(ji)算機(ji)和通訊網絡(luo)，將分散的(de)樓層電(dian)表連接為一個有機(ji)的(de)整體，實(shi)現電(dian)網運行(xing)的(de)遠程監控(kong)和集中(zhong)管理。
1 系統結構描述
本監控系(xi)統主要(yao)實現大樓樓層配電(dian)箱電(dian)表進(jin)行用電(dian)監(jian)(jian)控與(yu)電(dian)能(neng)管(guan)理；監(jian)(jian)控范圍為(wei)低壓出線柜進(jin)行遠程實時監(jian)(jian)控和電(dian)能(neng)管(guan)理。該系統總計3棟(dong)獨(du)立的大樓，共有DDSD1352-C 57 只(zhi)(zhi)；PZ72L-E4/KC 185只(zhi)(zhi)；ADF300-I-9D(3S) 18只(zhi)(zhi)；ADF300-I-12D(4S) 11只(zhi)(zhi)；ADF300-II-18D(6S) 12只(zhi)(zhi)，分24條總線(xian)，直接拉至值班室的串口服務器，實現總線(xian)上儀表與(yu)監控主機的數據連通。
本監控系統(tong)采用分層分布式結構，即站(zhan)控層，通訊(xun)層與間(jian)隔層；
如圖(tu)（1）所示：
圖（1）網絡拓撲圖
間隔設備層主(zhu)要為：多功能網絡電力(li)儀表。這些裝置分別(bie)對應(ying)相應(ying)的一次設備安裝在電氣(qi)柜內，這些裝置均采(cai)用(yong)RS485通(tong)訊接(jie)口，通(tong)過(guo)現(xian)場MODBUS總線組網通(tong)訊，實現(xian)數據現(xian)場采(cai)集。
網絡通訊層(ceng)主要為(wei)：串口服(fu)務器，其主要功能為(wei)把分散(san)在現(xian)場采(cai)集裝置集中采(cai)集，同(tong)時遠傳至(zhi)站控層(ceng)，完成現(xian)場層(ceng)和(he)站控層(ceng)之間的數(shu)據交互。
站控(kong)管理層(ceng)：設(she)有高性(xing)能工業計(ji)(ji)算(suan)機、顯(xian)示(shi)器、UPS電源、打印機等設(she)備。監控(kong)系統(tong)安(an)裝在計(ji)(ji)算(suan)機上，集中采集顯(xian)示(shi)現(xian)場設(she)備運行狀(zhuang)況，以人機交互的形式顯(xian)示(shi)給用戶。
以上網絡儀(yi)表均采用RS485接口和MODBUS-
RTU通訊(xun)協(xie)議(yi)，RS485采用屏(ping)蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接(jie)線簡單方便；通訊接(jie)口是(shi)半雙工通信即通信的雙方(fang)都可(ke)以接收(shou)、發送(song)數(shu)據但是在(zai)同一時刻(ke)只能發送(song)或(huo)接收(shou)數(shu)據，數據傳輸速率(lv)為10Mbps。
RS485接口是采(cai)用平衡驅動(dong)器(qi)和差分(fen)接收器(qi)的組(zu)合(he)，抗噪聲干擾能力增(zeng)強(qiang)，總線上允(yun)許(xu)連接多達(da)30個設(she)備，大傳輸(shu)距(ju)離為0.5km。
2 電能管理系(xi)統主要功能
2.1 數據(ju)采集與處理
數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集是配電(dian)監(jian)控的(de)基(ji)礎，數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集主要由底層多功能網絡儀表(biao)采(cai)(cai)集完成，實現遠程數(shu)(shu)據(ju)的(de)本地實時(shi)顯示。需要完成采(cai)(cai)集的(de)信號包括：三相電(dian)壓U、三相電(dian)流I、頻率Hz、功率P、功率因(yin)數(shu)(shu)COSφ、電(dian)度Epi、遠程設備(bei)運行狀態(tai)等數(shu)(shu)據(ju)。
數(shu)據(ju)處(chu)理(li)主要是(shi)把按要求(qiu)采集到(dao)(dao)的(de)(de)電(dian)參量實時準(zhun)確的(de)(de)顯(xian)示給用戶，達到(dao)(dao)配電(dian)監控的(de)(de)自(zi)動化化和智能化要求(qiu)，同時把采集到(dao)(dao)的(de)(de)數(shu)據(ju)存入數(shu)據(ju)庫(ku)供(gong)用戶查詢。
2.2 人機交互(hu)
系(xi)統提供(gong)簡單、易用(yong)、良好的用(yong)戶(hu)使用(yong)界面。采用(yong)全中文界面，CAD圖形顯(xian)(xian)示(shi)低壓(ya)配電(dian)(dian)系(xi)統電(dian)(dian)氣一次主接線圖，顯(xian)(xian)示(shi)配電(dian)(dian)系(xi)統設(she)備(bei)狀態及相應實時運(yun)行參(can)數，畫面定時輪巡(xun)切換；畫面實時動態刷新；模擬(ni)量(liang)顯(xian)(xian)示(shi)；開關(guan)量(liang)顯(xian)(xian)示(shi)；連續記錄顯(xian)(xian)示(shi)等。
2.3 歷史(shi)事件
歷史(shi)事件(jian)查看(kan)界面主要為用戶查看(kan)曾經發生(sheng)過的(de)(de)故(gu)障(zhang)記(ji)錄(lu)(lu)(lu)、信(xin)號記(ji)錄(lu)(lu)(lu)、操作記(ji)錄(lu)(lu)(lu)、越限記(ji)錄(lu)(lu)(lu)提供方便友好的(de)(de)人機交(jiao)互(hu)，通過歷史(shi)事件(jian)查看(kan)平臺，您可以根據自己的(de)(de)要求和查詢條件(jian)方便定位您所(suo)要查看(kan)的(de)(de)歷史(shi)事件(jian)，為您把握(wo)整(zheng)個(ge)系(xi)統的(de)(de)運行(xing)情(qing)況提供了良好的(de)(de)軟件(jian)支持。
2.4 數(shu)據庫建立與查詢
主要完成遙測(ce)量和遙信(xin)量定時采集(ji)，并且建立數據(ju)庫(ku)，定期生成報表，以供用戶查詢打印。
2.5 用戶(hu)權限管理
針對(dui)(dui)不同級(ji)別(bie)的(de)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)，設置不同的(de)權限(xian)組，防止因人(ren)為誤(wu)操作給(gei)生產(chan)，生活(huo)帶(dai)來的(de)損失，實現配電系統的(de)安全，可靠運行。可以(yi)通過用(yong)(yong)戶(hu)(hu)管理(li)進(jin)行用(yong)(yong)戶(hu)(hu)登錄、用(yong)(yong)戶(hu)(hu)注(zhu)銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便(bian)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)對(dui)(dui)賬號和權限(xian)的(de)修改。
2.6 遠程報表查詢(xun)
報(bao)(bao)表(biao)(biao)管理(li)程(cheng)序的(de)主要功能是根據用戶(hu)(hu)的(de)需(xu)要設(she)計(ji)報(bao)(bao)表(biao)(biao)樣式，把系(xi)統中處理(li)的(de)數(shu)據經過篩選(xuan)、組合和統計(ji)生成用戶(hu)(hu)需(xu)要的(de)報(bao)(bao)表(biao)(biao)數(shu)據。本程(cheng)序還可以根據用戶(hu)(hu)的(de)需(xu)要對(dui)報(bao)(bao)表(biao)(biao)文(wen)件采用定時(shi)保(bao)存、打(da)印。同時(shi)本程(cheng)序還向(xiang)用戶(hu)(hu)提供了對(dui)生成的(de)報(bao)(bao)表(biao)(biao)文(wen)件管理(li)功能。
報(bao)表(biao)具有自由設置查(cha)詢(xun)時(shi)間實現日、月、年的電能統計，數據導出和報(bao)表(biao)打印等功能。
3 案例分(fen)析
江蘇康緣集團總部(bu)暨創(chuang)新中(zhong)藥研究與GLP安全評(ping)價中(zhong)心(xin)二期(qi)電能管理(li)系統包含樓層配電(dian)箱(xiang)電(dian)表，對電(dian)表的各種電(dian)參量(liang)進行遠程(cheng)實(shi)時(shi)監(jian)控和電(dian)能管理。
電表采用PZ72L，ADF300多功能儀(yi)表(biao)，其是針(zhen)對電力系(xi)統、工礦企業、公共設(she)施、智能大廈、辦公大樓的電(dian)(dian)(dian)力(li)監控需求而設(she)計的網(wang)絡(luo)電(dian)(dian)(dian)力(li)儀(yi)表，它能測量(liang)(liang)常(chang)規電(dian)(dian)(dian)力(li)參數，如(ru)：三相(xiang)電(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)流、有功功率(lv)、無(wu)功功率(lv)、功率(lv)因數、頻率(lv)、有功電(dian)(dian)(dian)度、無(wu)功電(dian)(dian)(dian)度等(deng)多種電(dian)(dian)(dian)參量(liang)(liang)。該系列(lie)網(wang)絡(luo)電(dian)(dian)(dian)力(li)儀(yi)表主要應(ying)用于變電(dian)(dian)(dian)站(zhan)自(zi)動化、配(pei)電(dian)(dian)(dian)網(wang)自(zi)動化、小區電(dian)(dian)(dian)力(li)監控、工業自(zi)動化、能源管理系統及智能建筑等(deng)領(ling)域。
低壓配電(dian)一次圖見圖（2），功能有(you)電(dian)量遙(yao)測主要監測運行設備的(de)電參(can)量，其中包(bao)括：線三相(xiang)電壓(ya)，電流，功(gong)率，功(gong)率因數，電能，頻率等電參(can)量及配(pei)出回路的(de)三相(xiang)電流；遙信功能(neng)實(shi)現(xian)顯(xian)示現(xian)場(chang)設備(bei)的(de)運行(xing)狀(zhuang)態，主要包括：開關(guan)的(de)分、合閘運行(xing)狀(zhuang)態和通訊故障報警；斷(duan)路器變位時會發出(chu)報警信號，提醒用戶及時處理故障。
圖（2）低壓配電一次圖
遙信和遙測報(bao)警功能，主(zhu)要完(wan)成對(dui)低壓(ya)各(ge)出線(xian)回路的開關(guan)運(yun)行(xing)狀態和負載進(jin)線(xian)監控，對(dui)開關(guan)變位和負載越限彈出報(bao)警界面，指示具體的報(bao)警位置并聲音(yin)報(bao)警，提醒值班(ban)人員及時處理。 電流越(yue)限值在相(xiang)應(ying)權限下(xia)可自由設置。具(ju)備歷(li)史(shi)查詢功能。見圖（3）和圖（4）。
圖（3） 電(dian)流曲線
參數抄表功能，主(zhu)要對低(di)壓各出線回路(lu)的(de)電(dian)參數進線查詢(xun)。支持(chi)任意時(shi)刻(ke)電參數(shu)查詢(xun)，具備數(shu)據導出和報表(biao)打印等功(gong)能。該報表查詢供變電(dian)所(suo)2臺變壓器(qi)出線各低壓回(hui)路的電參數，主(zhu)要(yao)包括：三相(xiang)電壓、電流、功(gong)率(lv)因數、有(you)功(gong)功(gong)率(lv)和有(you)功(gong)電度。該報表各回(hui)路名稱(cheng)和數據(ju)庫關聯，方便用戶(hu)修改回(hui)路名稱(cheng)。
用電量報表功能，可選擇時間段進(jin)行查詢(xun)，支持任意(yi)時間段電度累(lei)計查詢(xun)，具(ju)備數據(ju)導(dao)出和報(bao)(bao)表(biao)(biao)打印(yin)等功能。為(wei)值(zhi)班(ban)人(ren)員提(ti)供(gong)了可靠的(de)電(dian)能報(bao)(bao)表(biao)(biao)。該報(bao)(bao)表(biao)(biao)各回(hui)路名稱(cheng)和數據(ju)庫關聯，方(fang)便用戶修(xiu)改回(hui)路名稱(cheng)。如(ru)下圖(tu)所(suo)示，顯示健(jian)身(shen)中心某段時間(jian)內的(de)各配電(dian)回(hui)路的(de)用電(dian)量，用戶可以直接打印(yin)報(bao)(bao)表(biao)(biao)，可以以EXCEL格式另存到其他位置(zhi)。 見(jian)圖（6）。
圖(tu)（6） 電(dian)能報表
系統通訊結構示意(yi)圖，主(zhu)要顯(xian)示系(xi)統(tong)的(de)組網結構(gou)，系(xi)統(tong)采用分(fen)層(ceng)分(fen)布(bu)式結構(gou)，同時(shi)監測(ce)間(jian)隔層(ceng)設(she)備的(de)通(tong)信狀態。見圖（7）。
圖（7）系統通(tong)訊結構示意圖(tu)
4 結束語(yu)
隨(sui)著社會的(de)發(fa)展及電力的(de)廣(guang)泛應用，電能管理(li)系統已(yi)成(cheng)為全國各地重點工(gong)程項(xiang)目、標(biao)志性建筑/大(da)型(xing)公共設施等大(da)面積(ji)多變電所用戶的(de)必(bi)然選擇，本文介(jie)紹的(de)Acrel-3000電能管理(li)系統在江蘇康緣集(ji)團總部暨(ji)創新(xin)中藥(yao)研究(jiu)與GLP安全(quan)評(ping)價中心的應用(yong)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)對(dui)樓(lou)層配(pei)電(dian)箱用(yong)電(dian)的實(shi)時(shi)監控(kong)與電(dian)能(neng)管(guan)(guan)理(li)，不僅能(neng)顯示回路用(yong)電(dian)狀況，還(huan)具有網絡通(tong)訊功能(neng)，可(ke)以(yi)與串口(kou)服務器、計算(suan)機(ji)等組成(cheng)電(dian)能(neng)管(guan)(guan)理(li)系統(tong)。系統(tong)實(shi)現(xian)對(dui)采(cai)集數(shu)據的分析、處理(li)，實(shi)時(shi)顯示變(bian)電(dian)所內各(ge)配電回路(lu)的(de)(de)運行狀態，對分合閘、負(fu)載越限具有(you)彈出報(bao)警對話框及(ji)語音提示，并生成各(ge)種電能(neng)報(bao)表、分析曲(qu)線、圖形等，便于電能(neng)的(de)(de)遠程抄表以及(ji)分析、研究(jiu)。該系統運行安全、可靠、穩定，為變電所用(yong)戶解決(jue)用(yong)電問題提供了真實可靠的(de)(de)依據，取(qu)得了較(jiao)好的(de)(de)社會(hui)效益。［2］
參考文獻：
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