蘇州金閶中學(xué)電能管理系統(tǒng)
韓來發(fā)
上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

【摘要】：目前供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國各地的重點(diǎn)工程項目、標(biāo)志性建筑、大型公共設(shè)施等用戶的急劇增加，對供配電的可靠性、安全性、實(shí)時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
        本文介紹了基于Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在蘇州金閶中學(xué)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了分散采集，集中管理的智能化變配電管理。 
【關(guān)鍵詞】：遠(yuǎn)程抄表 網(wǎng)絡(luò)電力儀表 電能管理
0 引言
　　金閶中學(xué)座落在蘇州金閶新城區(qū)中心地塊，位于虎新路以北，新蓮路以西，中軸北路以東，規(guī)劃占地面積為48653平方米（約73畝），規(guī)劃建筑面積為39856平方米。校內(nèi)將建有行政圖書樓、教學(xué)樓、實(shí)驗樓、藝體樓、師生餐廳和宿舍樓六大建筑群，并同連廊、小橋流水等江南風(fēng)格相融為一體，加上室外的天然運(yùn)動場就構(gòu)建出了學(xué)校的主體。學(xué)校預(yù)計于2011年9月正式開學(xué)，將辦成一個三年16軌，共48個班級的公辦初級實(shí)驗中學(xué)。建成后學(xué)校將以景范中學(xué)為依托，將傳統(tǒng)和現(xiàn)代相結(jié)合，在凸顯景范優(yōu)秀文化的基礎(chǔ)上，打造出一個以人為本的國際化、現(xiàn)代化多元發(fā)展學(xué)校。學(xué)校在配電管理上，緊跟時代步伐，采用先進(jìn)的智能化的Acrel3000的電能管理系統(tǒng)，做到集中管理、集中控制，省去了值班人員現(xiàn)場抄表的煩瑣，具有投資少、簡明實(shí)用、便于智能管理等優(yōu)點(diǎn)。
1 項目簡介
　　蘇州金閶中學(xué)共有一個變配電室，整個配電系統(tǒng)主要有2臺10/0.4 kV配電變壓器和2排高壓進(jìn)線柜，共計62低壓4個10kV中壓進(jìn)出線柜，實(shí)現(xiàn)了對整個學(xué)校的電力供應(yīng)。本項目電能管理系統(tǒng)主要對變電所內(nèi)62個進(jìn)出線回路及10kV配電回路進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)實(shí)時遙測、電能計量、電能報表等功能。
　　其中低壓配電柜各進(jìn)出線回路安裝了上海安科瑞電氣股份有限公司設(shè)計生產(chǎn)的ACR220E網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有測量三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電能、無功電能等多種電參量，并帶有4路光電隔離開關(guān)量輸入接點(diǎn)和2路繼電器控制輸出接點(diǎn),帶RS485通訊接口。
2 設(shè)計方案
2.1 主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)
IEC870-1    《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)總則一般原理和指導(dǎo)性規(guī)范》
IEC870-4    《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)性能要求》
IEC870-5    《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約》
DL 448-91       《電能計量裝置管理規(guī)程》
ISO/IEC11801      《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》
GB/50198-94          《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
2.2 設(shè)計功能
   2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　整個系統(tǒng)采設(shè)計了一套Acrel3000電能管理系統(tǒng)，采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)管理層、監(jiān)控管理層，如圖1所示：

圖 1

　　整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等；通訊系統(tǒng)包括通訊管理機(jī)、屏蔽雙絞線等；數(shù)據(jù)采集單元主要包括微機(jī)綜合保護(hù)裝置、ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表。
　　2.2.2 系統(tǒng)要求
　　整個配電管理系統(tǒng)以計算機(jī)站控管理系統(tǒng)為核心，對整個配電系統(tǒng)的一次主設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙信。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求，實(shí)現(xiàn)對全部一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測、計量、記錄、報警等功能。并與繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行通訊，實(shí)時掌握各種保護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)變配電系統(tǒng)綜合自動化。
　　整個配電管理系統(tǒng)應(yīng)用自動控制技術(shù)、計算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)將整個配電系統(tǒng)各部分連接成一個有效的整體，從而實(shí)現(xiàn)對分散數(shù)據(jù)的采集，到后臺數(shù)據(jù)集中分析最后反作用于配電系統(tǒng)的循環(huán)管理。
　　2.2.3 系統(tǒng)功能
　　　數(shù)據(jù)采集與管理
　　配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集主要通過現(xiàn)ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表、PT、CT及微機(jī)綜合保護(hù)裝置將現(xiàn)場各回路電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括電流、電壓、功率等遙測信息以及斷路器分合閘狀態(tài)、保護(hù)信息以及故障等開關(guān)量狀態(tài)；現(xiàn)場設(shè)備將所采集和處理過的信號經(jīng)屏蔽雙絞線上傳至通訊管理機(jī)經(jīng)光纖或者五類線等媒介上傳至站控管理層。各間隔級單元相互獨(dú)立的存在于整個通訊網(wǎng)絡(luò)中，增強(qiáng)了整個系統(tǒng)的可靠性及可用性。ACR網(wǎng)絡(luò)多功能儀表及微機(jī)綜合保護(hù)裝置采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽雙絞線傳輸，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動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個設(shè)備，最大傳輸距離為1.2km。
　　　信息處理
　　對信號采集系統(tǒng)所采集實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、計算，將數(shù)據(jù)進(jìn)行定時存儲。并通過計算產(chǎn)生每日/周/月/年用電量；每日/周/月/年最大負(fù)荷及最大負(fù)荷出現(xiàn)時間，對存在故障隱患的設(shè)備及時提出整改；通過電能分時計量累計電費(fèi)，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)；通過邏輯運(yùn)算計算出設(shè)備正常、異常出現(xiàn)次數(shù)，存儲事故發(fā)生時間、原因。電能報表如圖2所示：

圖 2

　　　畫面顯示
　　19寸彩色液晶顯示作為人機(jī)交互界面，實(shí)時顯示配電系統(tǒng)各種信息畫面，包括各斷路器當(dāng)前狀態(tài)、各回路當(dāng)前電壓、電流、功率等測量值的實(shí)時信息。聲光提示報警信息、保護(hù)設(shè)備動作及復(fù)位信息。實(shí)時畫面如圖3所示：

圖 3

　　　負(fù)荷趨勢
　　負(fù)荷趨勢曲線提供了某一段時間內(nèi)該回路的負(fù)荷趨勢，方便管理員掌握用電設(shè)備的運(yùn)行狀況，對存在故障隱患的設(shè)備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學(xué)合理的改進(jìn)。如圖4所示：

圖 4 趨勢分析

            事件報警
        主要用于查看實(shí)時跳閘報警信息；幫助用戶進(jìn)行事故查詢可追憶；支持歷史查詢，打印等
功能。報警菜單欄下有2個功能按鈕，實(shí)時遙信報警，歷史遙信報警信息，事件記錄。實(shí)時報警信息和歷史報警信息查詢功能全部具備。如果有任何一個回路跳閘，實(shí)時報警信息中會及時展現(xiàn)哪一個回路跳閘，并且伴隨著報警警報，直至值班員過去處理并且清除報警才會停止報警。

圖 5

結(jié)束語
　　Acrel-3000電能管理系統(tǒng)具有通用性好、可靠性高、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在金閶中學(xué)項目上得以成功應(yīng)用。隨著計算機(jī)信息技術(shù)的普及，低壓配電智能化的要求也越來越高，變配電監(jiān)控及低壓配電管理使得實(shí)現(xiàn)配電室的無人職守真正成為現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計劃，減少人力投入，提高工作效率，從而降低整個系統(tǒng)的運(yùn)營成本。

參考文獻(xiàn)：
[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南》， 任致程、周中，中國電力出版社
作者簡介：
孔冠軍 (1988-)，男，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。
韓來發(fā) (1985-)，男，本科，畢業(yè)于南京信息工程大學(xué)，從事變配電監(jiān)控系統(tǒng)工作。
上海安科瑞電氣股份有限公司 系統(tǒng)集成部 Email:  ACREL006@vip.163.com