淺析電力監(jiān)控系統(tǒng)福建星網(wǎng)銳捷的應(yīng)用

1、淺析電力監(jiān)控系統(tǒng)福建星網(wǎng)銳捷應(yīng)用摘要：介紹福建星網(wǎng)銳捷程電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。關(guān)鍵詞：工業(yè)現(xiàn)場;0.4KV變電所；智能電力儀表;電力監(jiān)控系統(tǒng)0概述 福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創(chuàng)新科技，構(gòu)建智慧未來”的經(jīng)營理念，是國內(nèi)領(lǐng)先的ICT應(yīng)用方提供商。2014年公司品牌價(jià)值132.13億元。2010年6月，星網(wǎng)銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為一家以自主創(chuàng)新打造核心競爭力的公眾公司。 作為國家首批創(chuàng)新型企

2、業(yè)，星網(wǎng)銳捷鍛造了以企業(yè)研究為核心、開放合作的自主創(chuàng)新體系。星網(wǎng)銳捷現(xiàn)有員工7000余人，其中研發(fā)技術(shù)人員占公司總?cè)藬?shù)的40%以上，每年持續(xù)將10%左右的銷售收入投入研發(fā)，2014年研發(fā)投入達(dá)到5.4億元。作為國家首批技術(shù)創(chuàng)示范企業(yè)，星網(wǎng)銳捷多次承接和入選國家火炬計(jì)劃、國家863計(jì)劃項(xiàng)目、國家核高基重大專項(xiàng)，形成大批具有國內(nèi)和國際領(lǐng)先水平的核心技術(shù)，截止2015年6月，共申請專利1998項(xiàng)。 本項(xiàng)目為福建星網(wǎng)銳捷變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對福建星網(wǎng)銳捷兩個(gè)變電所內(nèi)的高壓柜、低壓配出線分別進(jìn)行監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和高效。基于強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，星網(wǎng)銳捷在網(wǎng)絡(luò)通訊、交換機(jī)

3、、云計(jì)算終端、瘦客戶機(jī)、支付POS、“桌面云”、無線接入、寬帶接入、統(tǒng)一通信、視頻信息應(yīng)用等各產(chǎn)品領(lǐng)域均形成了獨(dú)特的領(lǐng)先優(yōu)勢，同時(shí)也致力于在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡(luò)、智慧園區(qū)、大數(shù)據(jù)等新興應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榭蛻魩砬罢暗膽?yīng)用解決方案，并成功進(jìn)軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美國等市場，向全球客戶展示著“中國創(chuàng)造”的獨(dú)特魅力。 低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù)的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，通過計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)，將分散的配電所的現(xiàn)場設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。1用

4、戶需求1.1一般規(guī)定 （1）電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍包括：高壓進(jìn)出線運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測，低壓配電運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測，備用電壓運(yùn)行監(jiān)測，變配電機(jī)房運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測等。 （3）電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足商業(yè)管理安全管理的需求。包括：集中監(jiān)視所有的報(bào)警信息，集中顯示重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；使管理人員可通關(guān)過集成平臺遠(yuǎn)程排查，監(jiān)視各機(jī)電設(shè)備現(xiàn)場情況。 （2）電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)滿足商業(yè)管理便捷實(shí)用的要求。包括：保證所有變配電設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)集成在一個(gè)平臺上；采用統(tǒng)一的操作界面；提供清晰的管理信息。并提供遠(yuǎn)程訪問功能。1.2功能要求1.2.1監(jiān)測功能 1)應(yīng)監(jiān)測變壓器所在環(huán)境的空氣溫度。2)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)線運(yùn)行參數(shù)：發(fā)電機(jī)端電壓、電流、頻率、啟

5、動(dòng)電池電壓、柴油機(jī)冷卻水溫度。 3)應(yīng)監(jiān)測高壓進(jìn)出線運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率。 4)應(yīng)監(jiān)測直流屏運(yùn)行參數(shù)：輸出電壓、累計(jì)充放電次數(shù)、充電電壓、充放電狀態(tài)、電池溫度。 5)應(yīng)監(jiān)測變壓器運(yùn)行參數(shù)：鐵芯線圈溫度、散熱風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)。1.2.2故障報(bào)警功能 1)直流屏:電壓異常。 2)高壓柜:高壓進(jìn)出線過流（負(fù)荷）、低電壓、短路、接地。 3)變壓器:變壓器高溫、超高溫 4)發(fā)電機(jī)主:啟動(dòng)失敗、無法同步、短路；柴油發(fā)電機(jī)工作故障報(bào)警，日用油箱油位顯示及超高、超低報(bào)警。1.2.3記錄功能 1)應(yīng)記錄上述需要監(jiān)測的運(yùn)行參數(shù)和開關(guān)狀態(tài)中的技術(shù)參數(shù)部分，以供分析比對。 2)應(yīng)記錄上述

6、各項(xiàng)故障報(bào)警發(fā)生的內(nèi)容和時(shí)刻。1.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件需求 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合萬達(dá)廣場能耗管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，此外還應(yīng)滿足以下要求：1.3.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件應(yīng)包括至少1臺服務(wù)器。與“慧云智能化管理系統(tǒng)”控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接如圖0所示。圖0變配電子系統(tǒng)的硬件連接1.3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)提供人機(jī)交互界面（與能源管理平臺共用）。子系統(tǒng)人界面可以按照界面設(shè)計(jì)的規(guī)定設(shè)計(jì)，使子系統(tǒng)界面與“慧云智能化管理系統(tǒng)”集中監(jiān)控系統(tǒng)界面一致；也可以自行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)中各項(xiàng)監(jiān)測、故障報(bào)警和運(yùn)行監(jiān)測功能。1.3.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件應(yīng)具備數(shù)據(jù)庫功能，實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)記錄功能。1.3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)

7、的軟件應(yīng)具備權(quán)限管理功能。1.4電力監(jiān)控系統(tǒng)與慧云平臺的數(shù)據(jù)交互要求1.4.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議和接口。建筑智能化子系統(tǒng)應(yīng)開放其設(shè)備的各層通信協(xié)議。宜采用自帶監(jiān)控功能的變配電設(shè)備（機(jī)組）。要求各個(gè)變配電機(jī)組能夠自動(dòng)測量功能設(shè)計(jì)中的各種信息。1.4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向“慧云智能化管理系統(tǒng)”集中控制系統(tǒng)提供功能設(shè)計(jì)中各項(xiàng)監(jiān)測、記錄功能需求的數(shù)據(jù)，包括機(jī)電設(shè)備啟停狀態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、故障報(bào)警參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)參數(shù)。2設(shè)計(jì)原則引用標(biāo)準(zhǔn)2.1設(shè)計(jì)原則 (4)安全性：系統(tǒng)對安全性問題予以高度重視，從操作系統(tǒng)層，網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層每個(gè)層次都有相應(yīng)的措施以解決傳輸安全，系統(tǒng)安全和信息安全的需求。 (5)

8、可靠性：系統(tǒng)應(yīng)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備選型等方面綜合考慮，以確保系統(tǒng)中沒有單故障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)7X24不間斷服務(wù)。 (1)開放性：本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設(shè)備技術(shù)，以及系統(tǒng)的擴(kuò)展需求，在本項(xiàng)目的產(chǎn)品技術(shù)選型中，避免采用專有技術(shù)，從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺具有充分的開放性. (2)先進(jìn)性：系統(tǒng)的軟硬件平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)以及系統(tǒng)的維護(hù)管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢，采用相對先進(jìn)同時(shí)市場相對成熟的產(chǎn)品技術(shù)，以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求. (3)高性能：系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)從服務(wù)器處理能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力，以適應(yīng)大

9、數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問需求，保障系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量。 (6)擴(kuò)展性：在本系統(tǒng)中，所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)遵循可擴(kuò)充的原則，以實(shí)現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴(kuò)展。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有很好的兼容性和可擴(kuò)充性，即可使不同的廠商的設(shè)備和系統(tǒng)集成到同一個(gè)平臺中，又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地?cái)U(kuò)展。2.2引用標(biāo)準(zhǔn) (1)萬達(dá)廣場慧云智能化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（2015版） (2)ISO/IEC11801國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn) (3)GB/50198監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 (4)GB50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 (5)GB50054-2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 (6)DL/T 698.1-2009

10、第1部分：總則 (7)DL/T 698.2-2010第2部分：主站技術(shù)規(guī)范 (8)DL/T 698.31-2010第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求 (9)DL/T 698.35-2010第3-5部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求(10)DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信 (11)DL/T 698.42-2010第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議 (12)DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信 (13)DL/T 698.42-2010第4-2部分：通訊協(xié)議-集

11、中器下行通信協(xié)議3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述 本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司兩個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控。高壓部分監(jiān)控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼WXH-831A和WCB-831A系列微機(jī)保護(hù)測控裝置；電能管理系統(tǒng)低壓部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜。該高壓系統(tǒng)總計(jì)有7只微機(jī)保護(hù)測控裝置分一條總線直接接至串口服務(wù)器，低壓系統(tǒng)144只ACR330ELH和ACR220EL型號的多功能電力儀表，分7條總線，通過串口服務(wù)器采集處理數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)線連接至值班室內(nèi)監(jiān)控主機(jī)上，實(shí)現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。 本監(jiān)

12、控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 間隔設(shè)備層主要為：微機(jī)綜合保護(hù)、多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表等。這些裝置分別對應(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MODBUS總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。 站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)、報(bào)警蜂鳴器等設(shè)備。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(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，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的

13、雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。 網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：通訊服務(wù)器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。 RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強(qiáng)，總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備，最大傳輸距離為1.2km。4 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 本項(xiàng)目針對這一個(gè)變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進(jìn)行用電監(jiān)控；監(jiān)控范圍為變電所內(nèi)的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進(jìn)線柜、聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜及高壓側(cè)儀表進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。 進(jìn)出線回路均采用ACR330ELH及ACR220

14、EL多功能電力儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設(shè)施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和繼電器控制輸出接點(diǎn)，這些接點(diǎn)可以配合智能斷路器實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表主要應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。 低壓回路實(shí)時(shí)監(jiān)測，低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)測運(yùn)行設(shè)備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實(shí)現(xiàn)顯

15、示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，主要包括：開關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警；斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，提醒用戶及時(shí)處理故障。圖（2）低壓配電二次圖 系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，同時(shí)監(jiān)測間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（5）。圖（5）系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖 遙信和遙測報(bào)警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控，對開關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢功能。見圖（3）。圖（3） 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息 用電量報(bào)表功能，可選擇時(shí)間段進(jìn)行

16、查詢，支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢，具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，方便用戶修改回路名稱，見圖（4）。圖（4） 電能報(bào)表 負(fù)荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線，點(diǎn)擊畫面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換；幫助用戶進(jìn)線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見圖（6）。圖（6）趨勢曲線圖5結(jié)束語 隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重點(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必然選擇，本文介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)在福建星網(wǎng)銳捷的實(shí)行，可以實(shí)現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控