基于電力儀表的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案

1、基于電力儀表的智能電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型方案蘇洪上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 2018011 概述目前，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)各地重點(diǎn)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)、通信設(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(kāi)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)可以為企業(yè)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(kù)AcrSpace、工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟

2、件AcrControl、電力自動(dòng)化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等，可以廣泛地應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。2 電力監(jiān)控系統(tǒng)宜選電力監(jiān)控儀表電力監(jiān)控儀表是針對(duì)電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的。它能高精度的測(cè)量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來(lái)顯示儀表測(cè)量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行信息。電力監(jiān)控儀表功能、型號(hào)繁多，價(jià)格也各不相同，因此，應(yīng)合理選配，達(dá)到較佳

3、的性價(jià)比。3 電力監(jiān)控表計(jì)的選型方案1中壓應(yīng)用場(chǎng)合型號(hào)主要功能進(jìn)線保護(hù)M5-FLCD顯示、線路保護(hù)測(cè)控裝置、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊電動(dòng)機(jī)保護(hù)M5-MLCD顯示、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊備自投保護(hù)M5-BLCD顯示，備自投保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊電容器保護(hù)M5-CLCD顯示，補(bǔ)償電容器的全面綜合保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊變壓器保護(hù)M5-TLCD顯示、配變電保護(hù)測(cè)控裝置、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊綜合自動(dòng)化保護(hù)M5-XLCD顯示、變電站公用裝置、測(cè)控一體化裝置、故障錄

4、波、SOE事件記錄、通訊PT柜M4-ULCD顯示、兩段PT供電切換，PT柜的全面綜合保護(hù)、測(cè)控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊固定柜、手車柜、335kV中置柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開(kāi)關(guān)柜ASD200一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語(yǔ)音功能ASD300一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲(chǔ)能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語(yǔ)音功能、測(cè)所有電參量（含電能）2低壓適用場(chǎng)合型號(hào)主要功能高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜ACR330ELHLCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計(jì)量、復(fù)

5、費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計(jì)算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測(cè)量；4DI+3DO（DO3做過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、不平衡報(bào)警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜ACR220ELLCD顯示、全電參量測(cè)量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓無(wú)功補(bǔ)償柜ARC-12/J6-12路控制、過(guò)壓保護(hù)、諧波保護(hù)、投切延時(shí)設(shè)定、12DI；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓出

6、線柜(馬達(dá)回路)ARD系列測(cè)量三相電流、定值查詢、定值整定、過(guò)載、斷相（不平衡）、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種起動(dòng)模式、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓出線柜(照明回路)AMC16-1E9/KAMC16-3E3/K9路單相（3路三相）I、U、P、Q、F測(cè)量；有功電能計(jì)量；18DI+1DO、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議PZ48L-AI3LCD顯示，三相電流測(cè)量，倍率任意設(shè)置動(dòng)力柜PZ96L-AI3/KCLCD顯示、測(cè)量三相電流、4DI+2DORS485通訊接口、Modbus協(xié)議低壓配電終端電流、電能采集，開(kāi)關(guān)量采

7、集及自動(dòng)控制ARTU-K32遙信單元32路開(kāi)關(guān)量采集、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-J16遙控單元16路繼電器輸出、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-P32遙脈單元32路脈沖量采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議ARTU-M32遙測(cè)單元交、直流0-20mA、4-20mA，32路模擬量信號(hào)采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議中高壓開(kāi)關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站內(nèi)部空氣溫、濕度控制，防止電氣爬電、閃絡(luò)造成事故WHD系列溫、濕度控制、加熱器斷線故障報(bào)警RS485通訊接口、Modbus協(xié)議水電廠、火電廠、大型變電站、母線、變壓

8、器繞組等溫度的測(cè)量，防止因溫升過(guò)高產(chǎn)生故障ARTM系列116路溫度巡檢，熱電阻信號(hào)輸入；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；2路繼電器輸出4 電力監(jiān)控系統(tǒng)4.1 結(jié)構(gòu)安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與管理，該系統(tǒng)由管理層（站控層）、通信層（中間層）、間隔層（現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控層）三部分組成，見(jiàn)圖1。 圖1 電力監(jiān)控拓?fù)鋱D4.2 功能4.2.1 友好的人機(jī)交互界面（HMI）標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運(yùn)行狀態(tài)，并具

9、有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新。4.2.2 用戶管理本軟件可對(duì)不同級(jí)別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性和可靠性。如對(duì)某重要回路的合/分閘操作，需操作員級(jí)用戶輸入操作口令外，還需工程師級(jí)用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。4.2.3 數(shù)據(jù)采集處理Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各電參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開(kāi)關(guān)位置、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并對(duì)重要的信

10、息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)。4.2.4 趨勢(shì)曲線分析系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)兩種曲線分析界面，通過(guò)調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時(shí)曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過(guò)調(diào)用某配出回路的實(shí)時(shí)曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號(hào)波動(dòng)情況。系統(tǒng)的歷史趨勢(shì)即系統(tǒng)對(duì)所有已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢(shì)，方便工程人員對(duì)監(jiān)測(cè)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。4.2.5 報(bào)表管理系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報(bào)表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)符合其需要的報(bào)表格式，系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)?？勺詣?dòng)生成各種類型的實(shí)時(shí)運(yùn)行報(bào)表、歷史報(bào)表、事件故障及告警記錄報(bào)表、操作記錄報(bào)表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動(dòng)生成電能的日、月、季、年度報(bào)表，根據(jù)復(fù)費(fèi)率的時(shí)段及費(fèi)

11、率的設(shè)定值生成電能的費(fèi)率報(bào)表，查詢打印的起點(diǎn)、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計(jì)還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報(bào)表輸出功能。4.2.6 事件記錄和故障報(bào)警系統(tǒng)對(duì)所有用戶操作、開(kāi)關(guān)變位、參量越限及其它用戶實(shí)際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對(duì)開(kāi)關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報(bào)警功能，同時(shí)自動(dòng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。4.2.7 五遙功能Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測(cè)”、“遙調(diào)”功能，還可以實(shí)現(xiàn)“遙設(shè)”功能。遙信：實(shí)時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、保護(hù)工作等開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計(jì)算機(jī)實(shí)

12、時(shí)顯示和自動(dòng)報(bào)警。遙控：通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號(hào)、開(kāi)關(guān)號(hào)、合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開(kāi)關(guān)狀態(tài)反饋出來(lái)，確認(rèn)后執(zhí)行，實(shí)時(shí)記錄操作時(shí)間、類型、合開(kāi)關(guān)號(hào)等。遙測(cè)：通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、超限報(bào)警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動(dòng)生成報(bào)表。遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字；以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。4.2.8 性能指標(biāo)序號(hào)內(nèi) 容指標(biāo)序號(hào)內(nèi) 容指標(biāo)1事件記錄正確率99.9%8事故時(shí)遙信變位傳送時(shí)間1s2遙信正確率100%9事故推畫面時(shí)間2s3遙控正確率100%10遙信變位1s4

13、遙調(diào)正確率100%11遙控過(guò)程完成3s5遙測(cè)正確率99.9%12模擬量測(cè)量綜合誤差0.5%6重要遙測(cè)更新周期2s13電網(wǎng)頻率測(cè)量誤差0.01Hz7一般遙測(cè)更新周期3s4.3 軟件畫面4.3.1 主接線圖畫面4.3.2 電壓、電流波形計(jì)數(shù)值顯示界面，以及棒圖、餅圖的顯示。4.3.3 對(duì)某個(gè)用電單位的不同用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)表查詢和顯示，并可以打印輸出。4.3.4 運(yùn)行事件記錄查詢及打印輸出5 系統(tǒng)報(bào)價(jià) 單位：元（RMB）名稱型號(hào)單位面價(jià)備注監(jiān)控主機(jī)IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)臺(tái)8500均可用戶自備，以當(dāng)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格為準(zhǔn)，該報(bào)

14、價(jià)僅供參考顯示器三星19寸液晶顯示器臺(tái)3000三星22寸液晶顯示器臺(tái)3800打印機(jī)HP LaserJet 1020 A4臺(tái)2500EPSON-LQ1600KIIIH A3臺(tái)4000UPS電源山特C1KS臺(tái)5000山特C2KS臺(tái)6500通訊線纜五類線米4.6屏蔽雙絞線RVVP 21.0米5.6光纖（多模）米6.6通訊機(jī)柜1200600600面30002200600600面5000光電轉(zhuǎn)換HTB-1000只750遠(yuǎn)距離傳輸終端盒只60尾纖面50耦合器面50熔接點(diǎn)個(gè)50通訊轉(zhuǎn)換擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4塊3000擴(kuò)展卡串口服務(wù)器ACRNET-PORT(2口)只3000串口服務(wù)器串口服務(wù)器ACRN

15、ET-PORT(4口)只5500通訊前置機(jī)ACRNET-UC02(2口)只4000通訊前置機(jī)通訊前置機(jī)ACRNET-UC04(4口)只6000通訊前置機(jī)ACRNET-UC08(8口)只11500通訊管理機(jī)ACRHMI臺(tái)30000人機(jī)界面組網(wǎng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208臺(tái)3000局域組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408臺(tái)8500監(jiān)控軟件Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0系統(tǒng)組態(tài)軟件圖形組態(tài)軟件電能管理軟件數(shù)據(jù)庫(kù)軟件套3萬(wàn)設(shè)備數(shù)量1104萬(wàn)設(shè)備數(shù)量11206萬(wàn)設(shè)備數(shù)量21408萬(wàn)設(shè)備數(shù)量418010萬(wàn)元以上設(shè)備數(shù)量80以上雙機(jī)版套單機(jī)價(jià)格1.5數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)每+1用戶套3000Web發(fā)布每+1用戶（總用戶數(shù)5）套5

16、000中壓儀表M5-F臺(tái)1.8萬(wàn)M5-M臺(tái)1.8萬(wàn)M5-B臺(tái)1.8萬(wàn)M5-C臺(tái)1.8萬(wàn)M5-T臺(tái)1.8萬(wàn)M5-X臺(tái)1.8萬(wàn)M4-U臺(tái)1.5萬(wàn)ASD200臺(tái)2900ASD300臺(tái)4500低壓儀表ACR330ELH臺(tái)4860ACR220EL臺(tái)3880ARC-12/J臺(tái)1420ARD系列臺(tái)根據(jù)不同的額定電流AMC16-1E9/K臺(tái)3550AMC16-3E3/K臺(tái)3550PZ48L-AI3臺(tái)1060PZ96L-AI3/KC臺(tái)1460ARTU-K32臺(tái)3200ARTU-J16臺(tái)3200ARTU-P32臺(tái)3200ARTU-M32臺(tái)3800WHD96-22臺(tái)660ARTM-8/JC臺(tái)1620注：中、低壓電力監(jiān)控儀表可按上述報(bào)價(jià)的70%優(yōu)