安科瑞 繆凱倫 陳聰 陳正

摘要：中國石油大廈(武漢)電力監(jiān)控系統(tǒng)運用屏蔽雙絞線直接連接的方式：把儀表、組態(tài)軟件與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來。該系統(tǒng)將硬件電路組裝在通訊機(jī)柜中，通過ACREL-2000組態(tài)開發(fā)設(shè)計監(jiān)控軟件，顯示系統(tǒng)的配置及各種電氣參數(shù)，實現(xiàn)對高、低壓配電室數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、遙控和管理。整個系統(tǒng)集成度、可靠性、實時性高，能滿足中國石油大廈(武漢)電力監(jiān)控系統(tǒng)智能化的要求。
關(guān)鍵詞：電力儀表   組態(tài)軟件   網(wǎng)絡(luò)設(shè)備   中國石油    電力監(jiān)控

前言

??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,全國各地工程項目、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，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

??安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機(jī)、通訊設(shè)備、計量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。 該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為武漢重型機(jī)床集團(tuán)提供“監(jiān)控一體化"的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。

系統(tǒng)概述
     武漢中國石油大廈建筑面積近6.8萬平方米，共30層.其中, 五星級酒店21層,寫字樓部分9層.大廈外觀簡潔大方、氣勢恢宏，在周邊建筑群中個性鮮明。大廈酒店擁有近300間套溫馨的客房，包括精心設(shè)計的行政樓層客房和總統(tǒng)套房；共有1100個餐位，包括粵式中餐廳、典型歐式西餐廳、特色餐廳和大型宴會廳；配套有標(biāo)準(zhǔn)的游泳池以及各種康體設(shè)施；武漢中國石油大廈將按照標(biāo)準(zhǔn)酒店管理和經(jīng)營。

安科瑞電氣股份有限公司承接中國石油大廈(武漢)遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)項目的設(shè)計與實施。采用ACREL-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室為銳致微機(jī)保護(hù)7臺，低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表PZ80E4共146臺。

用戶需求

中國石油大廈（武漢）電力監(jiān)控系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能是：遠(yuǎn)程監(jiān)視大廈高低壓配電系統(tǒng)的所有電參量；實時界面顯示高低壓各回路的重要電參數(shù)，高靈敏度和可靠度的實時數(shù)據(jù)刷新率；能看到實時的數(shù)據(jù)和查詢各高壓回路和低壓進(jìn)線以及低壓重要出線回路的電流曲線圖（或者負(fù)荷曲線圖）；所有回路具有電參數(shù)查詢報表，能查詢到秒級的電參量歷史值；電能報表，根據(jù)管理的需要可適當(dāng)修改報表格式，能查詢?nèi)我鈺r刻的電能值。

主要設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)

DL/T721-2006          《配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

GB/50198-94           《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

GB50254～59－96   《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》

GB/J63-90               《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》

ISARP55.1              《數(shù)字處理計算機(jī)硬件測試》

DL/T630                  《交流采樣遠(yuǎn)動終端通用技術(shù)條件》

DL/T 814-2002         《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》

ISO/IEC11801          《國際綜合布線標(biāo)準(zhǔn)》

GBJ232-2006           《電測量儀表裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》

DL5002-2010            地區(qū)電網(wǎng)電力調(diào)度自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范

DL451-2003             循環(huán)式遠(yuǎn)動規(guī)約

設(shè)計思路

按照中國石油大廈(武漢)的實際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設(shè)計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打?。粴v史曲線，用戶權(quán)限管理、高壓遙控、低壓主進(jìn)線遙控等主要功能。

整個系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)分布式結(jié)構(gòu)，監(jiān)控主機(jī)位于監(jiān)控室內(nèi)，系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，通過現(xiàn)場總線連接到通訊服務(wù)器。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)采用分層分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

間隔層主要的設(shè)備為：電力儀表、開關(guān)量采集模塊和智能斷路器等。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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

中間層主要為：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。

站控層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運行狀況，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。

系統(tǒng)的主要功能

一、數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數(shù)COSφ、電度Ep、遠(yuǎn)程設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實時準(zhǔn)確的顯示給用戶，達(dá)到配電監(jiān)控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢。

二、人機(jī)交互

系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示設(shè)備狀態(tài)及實時運行參數(shù)；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；報警記錄顯示等。

1、高壓一次圖：

高壓一次圖為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測高壓回路的運行狀態(tài)，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。

2、低壓一次圖：

實時顯示低壓進(jìn)線回路，電容補償、出線回路的合分閘情況，實時刷新負(fù)載、電流、電壓、功率等的實時值。

3、實時、歷史曲線圖：

界面內(nèi)的的功能按鈕包括時間間隔的選擇，刷新曲線、鼠標(biāo)縮放、鼠標(biāo)平移，搜索曲線、曲線在顯示見面里的左右移動以及電流曲線位置的調(diào)整。電流在趨勢圖中位置的調(diào)整分為5個檔，用戶可以根據(jù)查詢電流的大小，選擇適當(dāng)?shù)牧砍獭?/p>

4、電能、電量報表

此電能報表支持手動輸入時間查詢?nèi)魏螘r段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線回路安排在同一個電能報表內(nèi)，便于管理人員的統(tǒng)計管理。系類報表可設(shè)計成用戶慣用的電能報表格式，以延續(xù)工作人員的工作風(fēng)格。

5、高壓光子牌：

顯示微機(jī)保護(hù)裝置上電、裝置掉電、裝置復(fù)位、信號復(fù)歸、遙控操作、就地操作、修改保護(hù)定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信號，信號跳變時伴隨聲光報警。

三、故障報警及事故追憶

在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲報警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間地點，以被用戶查詢，追憶故障原因。

四、數(shù)據(jù)庫建立與查詢

主要完成遙測量和遙信量定時采集，并且建立數(shù)據(jù)庫，定期生成報表，以供用戶查詢打印。

五、用戶權(quán)限管理

可根據(jù)買方要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)量和設(shè)置用戶的權(quán)限。針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限組，防止因人為誤操作給生產(chǎn)，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。

結(jié)束語

中國石油大廈（武漢）通過集中監(jiān)控微機(jī)的軟件，讀取配電室各儀表的信息量，實現(xiàn)監(jiān)控機(jī)對配電室的電力儀表集中監(jiān)控?？梢粤私獾秸麄€大廈的電力系統(tǒng)狀況，這對電力系統(tǒng)事故狀態(tài)下的調(diào)度指揮也很有益處。
   中國石油大廈電力監(jiān)控系統(tǒng)項目，通過監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了控制現(xiàn)場儀表；實現(xiàn)對配電室數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理；同時具備報警處理等功能。友好的界面操作系統(tǒng)和簡易的操作，使系統(tǒng)更具有人性化。而且，本系統(tǒng)將硬件設(shè)備組裝在自行設(shè)計的通用開關(guān)柜中，實現(xiàn)集中管理，同時也便于系統(tǒng)的維護(hù)與更換，提高產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、層次化，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。采用組態(tài)軟件，減少了電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視對人力依賴，降低了人力的成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。為電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行和管理提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。