倪中明
上海安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定
摘要：本文介绍基于Acrel-2000电力监控软件和网络电力仪表而设计实现的一套分散式采集和集中控制管理的配电自动化系统，系统实现了微机在配电室中无人管理的功能，省去了值班人员现场操作的无序性，提高了供电质量和管理水平，具有简明实用、投资少等优点。
关键词：电力监控软件；网络电力仪表；仁恒河滨花园；应用
0 引言
近年来，随着电网现代化程度的不断提高，变配电站将向数字化，智能化发展。智能电子设备将会越来越多地应用于变配电站中的保护，控制和测量领域。电力监控系统的应用能够明显提高数据的可靠性和真实有效性，从而提高管理的规范性，安装在监控侧的网络电力仪表与变配电站电力监控系统进行通信，可以提供充分的电力系统状态数据，从而提高整个变配电站的运行和维护水平。
Acrel-2000电力监控软在仁恒河滨花园的应用，成功实现了1个低压配电室电力参数的集中采集，成为仁恒河滨花园变配电站向数字化，智能化发展的标志。
1 项目介绍
仁恒河滨花园位于河北区元纬路-五马路-海河东路-八马路围合处，总面积超30万平方米的精装修项目。仁恒河滨花园开发集公园、居住区、商业、小学、4000平米的小区会所于一体。仁恒滨河水岸位于河北区元纬路-五马路-海河东路-八马路围合处，总面积超30万平方米的精装修项目，目前正在紧张的施工进行中，该项目是仁恒集团在天津的又一力作。
仁恒河滨花园电力监控系统现场分为1个低压配电室，配电室内采用安科瑞ACR系列电力监控仪表采集各回路的电流、电压、电能等电参量，然后通过中间层采集设备经光纤传到监控室计算机上，实现遥测、遥信功能。
2 用户需求
上海安科瑞电气股份有限公司系统集成部对天津仁恒河滨花园要解决的问题进行详细分析，弄清楚项目发起人及项目其他干系人的要求?待开发的信息系统要解决客户和用户的业务问题以及问题的来龙去脉后，经双方沟通知电力监控系统应实现各配电室各馈线回路电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，配电室整体一次图形式直观动态显示；完成对各配电回路的电压、电流或功率实时和历史趋势曲线的绘制，便于分析该回路配电运行工况，调配三相配电平衡；完成对各回路的电能集抄功能，并自动生成符合客户管理需求的用电报表，所有报表或图表支持查询打印功能；对各监测点的通讯状态或异常用电进行报警，便于管理人员实时掌握并分析配电运行情况
3 设计方案
根据可靠性和高效率配电管理的要求，以及实用性，安全性，实时性，稳定性，可扩展性和易维护性的原则，上海安科瑞电气股份有限公司对天津河滨花园的智能配电系统的改造提供如下设计方案
3.1参考标准
系统的设计满足以下所列制造和试验标准：
ISO/IEC11801 《国际综合布线标准》
JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》
GB/J63-90 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB/T13730 《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
GBJ63-93 《电力装置电测量仪表装置设计规程》
GB2887 《计算站场地技术要求》
GB/50198-94 《监控系统工程技术规范》
GB50254/59-96 《电气装置安装工程施工及验收规范》
IEC-61131-3 《图形可编程标准》
3.2 组网结构图拓扑图
为满足配电室统一监控的要求，配电室现场安装安科瑞公司网络电力仪表通过屏蔽双绞线手拉手相连至串口服务器，进而传输至后台主机实现对现场数据的采集，存储，处理，实时显示以及历史查询
3.3 仪表，通讯线缆，交换机及串口服务器选型
对天津河滨花园提出的需求和我们确定的组网方案，站控管理层设备层采购华北工控的工业主机，联想的显示器，SANTAK的UPS以及HP的打印机；网络通讯层使用MOXA的NPORT5630串口服务器；现场设备层采上海安科瑞公司ACR系列网络电力仪表，总线铺设屏蔽双绞线，以满足系统组网的要求，具体设备如下表：
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应用场合 |
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型号 |
主要功能 |
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站控管理层 |
工作站主机 |
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RPC-610 |
● 4U、19英寸可上架，欧美风格，符合
EIARS-310C 标准
● 前面板带锁，防止误操作
● 尺寸482mm×460mm×177mm(W×D×H)
● 前面板带锁，防止误操作 |
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UPS电源 |
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C1K/1KVA |
输入保护 可復位断路器 输出保护 短路、电池低电压、过载、输出高电压、UPS过温 工作温度 0℃～40℃ 存放温度 -25℃～55℃ 执行标准 Q/ZYDZ 1-2002备案号：QB/440600 29 1555-2002 湿度 0～90℃不凝结 |
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网络通讯层 |
串口服务器 |
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NPORT5630-8 |
NPort 5600系列的串口设备联网服务器可让工业串口设备立即连上网络。NPort 5400系列的串口设备联网服务器体积小巧，将RS-232或RS-422/485串口设备，如PLC，测量仪，和传感器连接到IP-based Ethernet LAN。 |
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现场设备层 |
网络电力仪表 |
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ACR330ELH电网质量分析仪 |
三相I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ；四象限电能计量；THDu,THDi、HRUn/HRIn(2-31次各次谐波分量)；CF（电压波峰系数）、THFF（电话波形因子）、KF（电流K系数）、εu(电压不平衡度）、εi(电流不平衡度）计算；电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量；RS485/Modbus、大屏幕点阵式LCD图形显示、全中文菜单 |
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ACR120E网络电力仪表 |
LCD显示、全电参量测量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限电能计量、复费率电能统计、最大需量统计；4DI+2DO；RS485通讯接口、Modbus协议 |
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现场总线 |
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RVVP2*1.0 |
屏蔽双绞线：中距离传输 RS485通讯方式时传输距离≤1200m，没跟现场总线理论上手拉手连接32块网络电力仪表。 |
4 系统功能
上位机软件采用Acrel – 2000电力监控软件，通过软件进行设备配置、数据库变量配置、界面设计等，完成了在上位机软件监控及电力监控的功能。
4.1. 一次图显示：
ACREL-2000软件通过中间采集设备采集现场电力监控仪表数据，并在系统一次图显示出来。如下图所示，各个回路三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能等电参量实时刷新显示，能直观反映该系统各进出线回路运行状况。
4.2. 远程抄表查询：
各个配电室各个回路按照时间段进行历史数据查询。选择回路后，可选择时间间隔、时间长度对该回路进行历史数据精确查询，包括电压、电流、功率、功率因数和电能等常用数据。查询结果可导出成EXCEL表格进行保存，也可打印保存。
4.3 趋势曲线：
各重要回路电流、功率实时趋势显示及历史趋势查询功能。选择回路后，该回路实时趋势曲线会不断刷新，选择“起始时间”可查看该回路历史趋势曲线，选择“时间长度”可查看历史日、月、年趋势曲线，能更加直观反映该回路运行情况。
5 项目实施后的效果分析
实现数据集中采集,降低管理费用：可以实现各种电参量数据的集中采集记录,集中数据分析,减少分支变电所数据的沉淀，集中信息反映。
兼容性和可扩展性分析：安科瑞2000电力监控系统充分考虑了与BA系统之间的互连互通，避免成为信息孤岛，只要稍做调整即可与正在实施或即将实施的楼宇自动化系统对接，可以充分保护企业的投资。
保持数据的原始性，防止被修改：原始的由现场电工抄表后送交管理层的方式,增加了因数据抄送过程中被修改而使领导读脏数据的几率，安科瑞2000电力监控系统保持了数据的原始性，便于领导层了解真实的数据。
基本实现电工工作从操作电工向管理电工的转变：原始电工以抄表和操作送断电为主，安科瑞2000电力监控系统增加系统各种报表，遥控以及一次系统图，在降低电工工作量的同时，使电工可以从配电的整体去考虑配电的合理性。
6 结束语
本文以Acrel-2000智能电力监控系统的三层网络拓扑结构为核心，分析了网络拓扑结构的选型，以及Acrel-2000电力监控系统的功能和性能指标。在电力监控系统中，配置网络电力仪表具有实施简明、投资少等显着优点，可以方便和实时地监控配电系统的运行状态，对现场的用电设备进行统一管理，免去工作人员到现场记录的繁琐工作，系统对各种用电设备的历史运行数据和状态进行管理分析，便于维护人员明确设备状况，制定详细的设备维护计划，减少工作人员，提高效率。同时，根据建立的电能计量体系，可以了解、分析建筑总体能耗，提出降耗计划，采取节能降耗措施，逐步提高用电效率。
参考文献
[1]《电力电测数字仪表原理与应用指南》， 任致程、周中，中国电力出版社
作者简介：
倪中明 (1982-)，男，本科，毕业于青岛科技大学自动化学院，从事变配电监控系统工作。
上海安科瑞电气股份有限公司 系统集成部 Email: ACRELDJH@163.com 15052183915
