電力監(jiān)控軟件在淄博歐木特種紙業(yè)四期配電系統(tǒng)中的應用

安科瑞 徐玉麗

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：本文介紹基于安科瑞的Acrel-2000 型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件，該軟件借助計算機、通信設備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。該系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，系統(tǒng)實現(xiàn)了微機在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場操作的無序性，提高了供電質量和管理水平，具有簡明實用、投資少等優(yōu)點。

        淄博歐木特種紙業(yè)有限公司是山東齊峰特種紙業(yè)股份有限公司的全資子公司。2003年企業(yè)被國家科技部命名為國家新材料產業(yè)化基地骨干企業(yè)，2004 年進入全國私營企業(yè)納稅百強排行榜，公司擁有山東省企業(yè)技術開發(fā)中心、山東省高檔裝飾原紙工程技術中心和院士工作站，由中國唯一造紙院士陳克復教授擔任首席專家。企業(yè)是國家級重點高新技術企業(yè)，山東省造紙十強企業(yè)、淄博市明星企業(yè)，“雙峰牌”系列高檔裝飾原紙產品榮獲“山東省著名商標”和“山東名牌”的稱號。公司通過了ISO9001 國際質量、ISO14001 國際環(huán)境、OHSAS18001 安全三標管理體系認證，2007年、2008年連續(xù)兩年被國家統(tǒng)計局評為高檔裝飾原紙行業(yè)全國銷售量、銷售額第一名，被中國創(chuàng)業(yè)投資界評為2009中國最具投資價值企業(yè)50強，被央視證券資訊頻道評為2009中國最具投資潛力企業(yè)。

        淄博歐木特種紙業(yè)有限公司四期電力監(jiān)控系統(tǒng)針對淄博歐木特種紙業(yè)有限公司內四期低壓配電室開關柜內安裝的安科瑞智能電力儀表，現(xiàn)場約120只儀表，監(jiān)控室就位于配電室內，配電室內儀表直接通過RVVSP屏蔽雙絞線拉到串口服務器上，再與后臺監(jiān)控主機連接，進行數(shù)據(jù)傳輸。

2 用戶需求
        江蘇安科瑞電器制造有限公司系統(tǒng)集成部對歐木特種紙業(yè)四期電力監(jiān)控系統(tǒng)要解決的問題進行詳細分析，弄清楚項目發(fā)起人及項目其他干系人的要求¸待開發(fā)的信息系統(tǒng)要解決客戶和用戶的業(yè)務問題以及問題的來龍去脈后，經雙方溝通知電力監(jiān)控系統(tǒng)應實現(xiàn)各配電室各饋線回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)及頻率等監(jiān)測信息實時刷新，配電室整體一次圖形式直觀動態(tài)顯示；完成對各配電回路的電壓、電流或功率實時和歷史趨勢曲線的繪制，便于分析該回路配電運行工況；完成對各回路的電能集抄功能，并自動生成符合客戶管理需求的用電報表，所有報表或圖表支持查詢打印功能；對各監(jiān)測點的通訊狀態(tài)或異常用電進行報警，便于管理人員實時掌握并分析配電運行情況。

 

3 設計方案
        根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，以及實用性，安全性，實時性，穩(wěn)定性，可擴展性和易維護性的原則，江蘇安科瑞電器制造有限公司對歐木特種紙業(yè)四期的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設計方案。
 3.1 參考標準
        系統(tǒng)的設計滿足以下所列制造和試驗標準：

         ISO/IEC11801           《國際綜合布線標準》
        JGJ/T 16-92                《民用建筑電氣設計規(guī)范》

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

        GB/T13730                 《地區(qū)電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)通用技術條件》

        GBJ63-93                   《電力裝置電測量儀表裝置設計規(guī)程》

        GB2887                      《計算站場地技術要求》

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

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

IEC-61131-3           《圖形可編程標準》

GB50052-2009         供配電系統(tǒng)設計規(guī)范

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

IEC 61587               電子設備機械結構系列

3.2 組網(wǎng)結構圖拓撲圖

為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，配電室現(xiàn)場安裝安科瑞公司網(wǎng)絡電力儀表通過屏蔽雙絞線手拉手相連至串口服務器，串口服務器通過五類線接入后臺主機實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，存儲，處理，實時顯示以及歷史查詢,如下圖1：

 

圖1

4 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

4.1 數(shù)據(jù)采集與處理
         數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數(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Epi、遠程設備運行狀態(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確的顯示給用戶，達到配電監(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。

4.2 人機交互

  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，CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設備狀態(tài)及相應實時運行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；連續(xù)記錄顯示等。
4.3 歷時事件

  歷時事件查看界面主要為用戶查看曾經發(fā)生過的故障記錄、信號記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機交互，通過歷史事件查看平臺，您可以根據(jù)自己的要求和查詢條件方便定位您所要查看的歷史事件，為您把握整個系統(tǒng)的運行情況提供了良好的軟件支持。
4.4 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。
4.5 用戶權限管理

  針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。可以通過用戶管理進行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權限的修改。
4.6 運行負荷曲線

  負荷趨勢曲線功能主要負責定時采集進線及重要回路電流和功率負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況。點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；可以查看實時趨勢曲線或歷史趨勢線；對所選曲線可以進行平移、縮放、量程變換等操作，幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，為分析整個系統(tǒng)的運行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。
4.7 遠程報表查詢

  報表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶的需要設計報表樣式，把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經過篩選、組合和統(tǒng)計生成用戶需要的報表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶的需要對報表文件采用定時保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時本程序還向用戶提供了對生成的報表文件管理功能。報表具有自由設置查詢時間實現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計，數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。

5 系統(tǒng)案例分析

  上位機軟件為Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，該軟件具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現(xiàn)場設備各電參量及開關量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給監(jiān)控主機進行實時顯示與存儲。系統(tǒng)還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有回路用電量的采集和統(tǒng)計，實現(xiàn)了遠程自動抄表、電力監(jiān)測與電能管理功能。
5.1 數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)圖顯示

  現(xiàn)場儀表測量并采集回路數(shù)據(jù)信息，上位機軟件再對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)進行定時或周期采集并存儲，可以自由設置采集的時間周期，最小的系統(tǒng)支持的采集周期。可以隨時查看任一表計的瞬時表值、累計量等信息，記錄時間間隔內電力儀表的電壓、電流、功率因數(shù)和有功電度等。這些參數(shù)信息可以自動保存到數(shù)據(jù)庫中，便于查詢。

  系統(tǒng)具有友好的人機界面，便于普通的現(xiàn)場值班人員查看并記錄相關信息，系統(tǒng)一次圖（如圖2）不僅顯示了線路的開關狀態(tài)，還實時顯示電壓、電力、有功電度等重要的電力參數(shù)。所有數(shù)據(jù)信息都定期的保存到數(shù)據(jù)庫中。

 

圖2
 

 

5.2 遠程抄表

  系統(tǒng)對所有采集到的數(shù)據(jù)都能實時的顯示，并保存到數(shù)據(jù)庫中，因此可以手動查詢每個回路的所有實時及歷史電參量數(shù)據(jù)，并以表格的形式展現(xiàn)給用戶，便于打印、保存。如圖3所示。

圖3

5.3趨勢曲線：

 各重要回路電流、功率實時趨勢顯示及歷史趨勢查詢功能。選擇回路后，該回路實時趨勢曲線會不斷刷新，選擇“起始時間”可查看該回路歷史趨勢曲線，選擇“時間長度”可查看歷史日、月、年趨勢曲線，能更加直觀反映該回路運行情況，如下圖4：

圖4

5.4 報警提示和查詢界面：
         電力監(jiān)控系統(tǒng)實時和歷史報警界面，實時報警會彈出報警窗口提示，歷史報警通過查詢得出，如下圖5、6所示：

圖5

圖6

 

5 項目實施后的效果分析

         實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集,降低管理費用：可以實現(xiàn)各種電參量數(shù)據(jù)的集中采集記錄,集中數(shù)據(jù)分析,減少分變電所數(shù)據(jù)的沉淀，集中信息反映。

         兼容性和可擴展性分析：Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)充分考慮了與BA系統(tǒng)之間的互連互通，避免成為信息孤島，只要稍做調整即可與正在實施或即將實施的樓宇自動化系統(tǒng)對接，可以充分保護企業(yè)的投資。

         保持數(shù)據(jù)的原始性，防止被修改：原始的由現(xiàn)場電工抄表后送交管理層的方式,增加了因數(shù)據(jù)抄送過程中被修改而使領導讀臟數(shù)據(jù)的幾率，Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)保持了數(shù)據(jù)的原始性，便于領導層了解真實的數(shù)據(jù)。

6 結束語

本文以Acrel-2000智能電力監(jiān)控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡拓撲結構為核心，分析了網(wǎng)絡拓撲結構的選型，以及Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)的功能和性能指標。在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，配置網(wǎng)絡電力儀表具有實施簡明、投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設備進行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行管理分析，便于維護人員明確設備狀況，制定詳細的設備維護計劃，減少工作人員，提高效率。
參考文獻:

[1]《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》，任致程、周中，中國電力出版社

[2]《智能樓宇控制系統(tǒng)的設計與實施技術》，黎連業(yè)、朱衛(wèi)東、李皓，清華大學出版社