安科瑞 陳聰 周潔 陳正 于洋

摘要：本文介紹基于Acrel-2000電力監控軟件和網絡電力儀表而設計實現的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動化系統，系統實現了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現場操作的無序性，提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優點。

關鍵詞：東北農業大學；電力監控；剩余電流監測；配電室無人值守

0引言

  安科瑞的Acrel-2000型電力監控系統軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統的實時數據采集、開關狀態檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監控系統可以提供“監控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業自動化組態軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

    本文以東北農業大學為例，探討學校電力監控系統的應用。

1項目介紹

    東北農業大學1948年創建于哈爾濱，始稱東北農學院，教育家、哈爾濱市第一任市長劉達為學校第一任院長。自建校以來，學校先后隸屬于東北行政委員會農業部、國家高等教育部、國家農業部、黑龍江省農業委員會、黑龍江省教育廳，1981年被確定為黑龍江省省屬院校，1994年與黑龍江省農業管理干部學院合并組建東北農業大學，現為國家“211工程”建設大學，黑龍江省人民政府與農業部省部共建大學。

上海安科瑞電氣股份有限公司于2009年9月承接東北農業大學電力監控系統的設計與實施。

2用戶需求

    實現對東北農業大學的主樓和藝術樓共600塊左右網絡電力儀表的進行遠程監測。

3設計方案

    現場設備全集中在同一個配電室中，業主的電氣值班室就近安排在配電室旁，本系統監控中心也安置在該值班室中。系統組網采用常見的3層結構，站控管理層、通訊管理層和現場設備層。

  3.1參考標準

  系統的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

  ISO/IEC11801     《國際綜合布線標準》

  JGJ/T 16-92         《民用建筑電氣設計規范》

    GB/J63-90     《電力裝置的電測量儀表裝置設計規范》

    GB/T13730     《地區電網數據采集與監控系統通用技術條件》

    GBJ63-93     《電力裝置電測量儀表裝置設計規程》

  GB50254/59-96     《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

    IEC-61131-3         《圖形可編程標準》

 3.2組網結構圖拓撲圖

 為滿足配電室統一監控的要求，配電室現場安裝安科瑞公司網絡電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務器，串口服務器經網絡交換機進而傳輸至后臺主機實現對現場數據的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢，如圖1：

 圖1

3.3儀表，通訊線纜，交換機及串口服務器選型

  現場設備層設備為600臺電力儀表。這些設備分別根據設計要求安裝在相應的配電回路上。通過RS-485接口實現與上位機系統的數據交互。多功能表的通訊規約為Modbus-RTU;通訊管理層由2臺Nport-5630串口服務器構成。串口服務器將RS-485總線協議轉換為工業以太網協議，通過TCP/IP與站控管理層主機相連，構建數據鏈路。通訊管理層設備均安裝在電氣值班室的值班人員操作臺中，與站控管理層設備安裝在一起; 站控管理層設備為華北工控主機、顯示器、HP打印機以及山特UPS電源，均安裝在電氣值班室的操作臺中。通過安裝在主機上的Acrel-2000電力監控系統軟件實現對現場儀表數據的采集、處理以及各種人機交互功能,具體設備如下表：

4 系統功能

上位機軟件采用Acrel – 2000電力監控軟件，通過軟件進行設備配置、數據庫變量配置、界面設計等，完成了在上位機軟件監控及電力監控的功能。

    4.1配電系統一次示意圖：0.4kV配電室配電回路運行狀態使用一次圖形式顯示采集并顯示0.4kV回路的母線電壓，進線、母聯或發電機雙切回路的三相電流、有功無功功率、功率因數和頻率；各饋線回路的三相電流和剩余電流。界面標注回路編號、用途、斷路器編號、互感器變比，回路用途可由擁有管理員權限的用戶修改。0.4kV回路界面如圖2所示：

圖2

    4.2趨勢曲線：負荷趨勢曲線提供了某一段時間內該回路的負荷趨勢，方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進。如圖3所示：

圖3

4.3報表功能：通過報表功能可以查詢任意時刻主要回路的全常規電參量數據、低壓回路的用電量、低壓饋線回路的漏電流值和配電線纜溫度值。用戶主要關注的是用電量報

剩余電流報表，用電量報表用于進行電費收費計量以及與供電局數據核對后進行成本核算，如圖4所示

    圖4

6 運行效果

    總的來說，東北農業大學電力監控系統功能完備，能夠很好的滿足現階段對配電網絡管理的要求，做到對配電網絡實時監測，故障的實時有效預警，事故的分析追溯。系統還預留了充足的通訊接口，為以后系統的擴容升級打下了基礎。系統操作簡便易學，用戶不需復雜的配置即可使用，在用戶持續熟練地使用之下Acrel-2000電力監控系統必會成為配電管理人員的好幫手，提高配電網絡的穩定性和維護人員的工作效率，為客戶帶來更多的實實在在的價值。

7 結束語

    電力監控系統在調試階段揭露了電氣安裝公司一次、二次接線存在的問題，明確了整改方向，保障了東北農業大學配電系統今后的穩定運行。本系統自2010年11月投產后，得到了用戶的好評，并已著手就東北農業大學二期工程的合作進行洽談。