变配电监控系统在上海华山医院病房新建工程中的应用

1 变配电监控系统在上海华山医院病房新建工程中的应用 周 洁 江苏安科瑞电器制造有限公司 摘要：介绍一种在 10/0.4KV 配电系统中，加装智能电力仪表和变配电监控系统，对于主要回路的电压、电流、频率、功率 因数、有功电能等电参量和开关信号进行实时采集；经组网远传至后台，从而实现对低压配电系统的电力状态实时监控和能 耗监测。 关键词：变配电监控系统；Acrel-3000 型；RS485 通讯；能耗监测 0 概述 上海华山医院病房楼是一幢医用建筑,建筑面 积约为 2万平方米。根据配电系统管理和能耗监测 的要求，需要对楼内的高压进线、低压配出线和各 楼层内配电箱进行电力监控，以保证用电的安全、 高效。 Acrel-3000 型低压智能配电系统，利用现代电子 技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最 新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监 控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计 算机和通讯网络，将分散的现场设备连接为一个有 机的整体，实现远程监控和集中管理。 1 配电监控系统构成 本系统采用分层分布式计算机网络结构即现场设 备层、网络通讯层和站控管理层如图 1所示。 图 1 系统拓扑结构 现场设备主要的设备为：多功能网络电力仪表、开 关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置 分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装 置均采用 RS485 通讯接口，通过现场MODBUS 总 线组网通讯，实现数据现场采集。 网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能 为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站 控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。 站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、 UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统 安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状 况，以人机交互的形式显示给用户，同时用户可以 通过系统软件发送指令至现场设备，实现远程遥控 功能。 周洁 女，本科，江苏安科瑞电器制造有限公 司 ， 主 要 研 究 方 向 为 智 能 电 网 供 配 电 0510-86179909 QQ:2880263325 以 上 网 络 仪 表 均 采 用 RS485 接 口 和 MODBUS-RTU 通讯，RS485 采用屏蔽线传输， 一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是 半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但 是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输 速率为 10Mbps。RS-485 接口是采用平衡驱动器和 差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上 允许连接多达 32个设备，最大传输距离为 1.2km。 2 监控系统的主要功能 电力监控计算机通过现场设备和通信系统提 供的传输通道，完成对各回路电力参数的数据采 集，信息经分析、处理，以报表等多种形式供值班 员参考，使值班员能够便捷的掌握供电系统的运行 状况，包括相关设备的运行状况。 2.1 运行信息与保护信息采集 2 系统采集来自智能测控单元装置送来的参数， 所有信息低压主进、母联和出线的遥测信号。包括 每个回路的电压、电流、有功功率 、无功功率、 功率因数、频率、有功电能、无功电能和各种告警 信息等。 2.2 人机操作界面 系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。 可按照配电所显示配电系统设备状态及相应实时 运行参数。 系统软件提供功能齐全的图形编辑软件，用户 可以根据实际情况和以往习惯自行定各种图元图 形及设备在各种状态下的显示方式。 包括如下功能特征： 全图形方式编辑的图形画面具有多种显示特 性，用户可以非常直观、方便地编辑、定位、查看 有关信息和内容。 提供画面管理工具，可联想相关调用、重要画 面快速调用、画面文件索引选择、事故自动调用画 面。 提供多种数值显示手段，数值可用棒图显示、 曲线显示，并可根据数值状态和系统状态由用户根 据需要和习惯自行定义闪烁、变色及置上特殊符号 以便区分包括遥测在内的各种数据的正常、越上 限、越下限等情况。 屏幕显示：中文液晶显示，可选择图形颜色、 闪烁、动画等手段充分表示工况图及操作画面、配 电系统实用参数表格、各类操作票及报表、事故及 故障报警显示、测控及保护单元运行工况显示等电 力运行状况；画面显示响应时间 1s。见图 2。 图 2 配电系统图 2.3 统计分析、报表、打印 时、日、月、年用电量统计；用户自定义报表 格式和计算方法；所有报表的定时打印、召唤打印、 和事件打印；数据库实时和历史记录保留 2 年 以上；对各电气设备和系统运行参数进行汇总统 计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、 日、月、季度和年度报表；见图 3。 图 3 电参量汇总表 各设备参数和最值统计报表；全系统运行统计 报表等对于事件记录、报警和数据报表，可设置为 定时和根据需要的召唤打印。 能源统计报表及打印，对能源消耗进行汇总统 计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、 日、月、季度和年度报表；能耗统计报表，日、月、 年的有功/无功电能的统计，并按用户常规格式输出 电能报表，实现人工抄表到自动报表，可设置为定 时和根据需要的召唤打印，见图 4。 图 4 电能报表 2.4 历史记录与趋势分析 系统收集各监测控制与管理装置的实时数据 并存储在一个开放式数据库中予以保存，系统可保 存长时段（多年）的历史记录。系统可以标准和设 3 定文件格式随时调用和打印上述历史数据。 根据历史数据记录可进行各参数的年度、月度 和日变化和实时数据趋势分析，进行分类和综合比 较分析，为业务优化和设备设施使用优化提供 依据，见图 5。 图 5 电流趋势曲线图 2.5 系统安全 本系统软件设置多达几百种密码分区和密级 设置，为系统管理员、工程师、值长、一般值班操 作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带 时标事件记录，可建立良好的反事故措施，见图 6。 图 6 用户权限管理 2.6 故障分析与设备维护管理 系统依据带时标的事件记录和波形记录可进 行故障和事件的成因分析；另外，系统统计开关等 设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备 维护预告；见图 7。 图 7 事件记录 2.7 保护信息管理 管理保护定值和保护动作信息，提供有关查 询。 2.8 其他功能 其它日常管理，如运行记录及交接班记录管 理，设备运行状态、缺陷、维修记录管理、规章制 度等。管理功能满足用户要求，适用、方便、资源 共享。各种文档能存储、检索、编辑、显示、打印。 2.9 系统自诊断功能 本系统软件能在线诊断各软件和硬件的运行 工况，当发现异常及故障时能及时显示和打印报警 信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。 由于本系统设备有冗余配置，当系统发生软、 硬件故障时，能自动切换到备用系统设备上运行。 3 结束语 随着社会的快速发展，用户对供配电自动化和 智能化的要求越来越高，实现配电室的无人职守已 经成为未来配电自动化发展的一个方向； ACREL-3000 型变配电监控系统是解决供配电高质 量运行的良好，运行表明，系统可靠、安全、 稳定，并降低了设备运行成本，提高配电自动化质 量。 参考文献： 任致程、周中编著 电力电测数字仪表原理与应用指南 中 国电力出版社 2007.4