摘要：本文介紹基于人機(jī)界面和三相電子式多功能電能儀表而設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一套分散式采集和集中控制管理的配電自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面在配電室中無人管理的功能，省去了值班人員現(xiàn)場(chǎng)操作的繁復(fù)性，減少人工操作的誤差性，提高了供電質(zhì)量和管理水平，具有簡(jiǎn)明實(shí)用、投資少等優(yōu)點(diǎn)。 

關(guān)鍵詞：人機(jī)界面；三相電子式多功能電能儀表；自動(dòng)化系統(tǒng)；監(jiān)控

0引言

隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理已成為多數(shù)用電量高的企業(yè)必然選擇，節(jié)能、減少人工現(xiàn)場(chǎng)電能統(tǒng)計(jì)誤差是當(dāng)前用電迫在眉睫的問題，積極采用先進(jìn)的技術(shù)和管理手段實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)更是節(jié)能行之有效的途徑。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)包括很多部分，其中配電監(jiān)測(cè)是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的組成部分，主要功能包括：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、導(dǎo)出，配電網(wǎng)運(yùn)行管理，用戶管理，地理信息系統(tǒng)（GIS）等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)電力行業(yè)正朝著信息化程度更高的方向發(fā)展，各種先進(jìn)的信息技術(shù)正逐步應(yīng)用于配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中。

本文以石油鉆具有限公司電能監(jiān)控系統(tǒng)為例子，提出了利用觸摸屏和安科瑞公司三相電子式多功能電能儀表研制了一套適用于高、低壓配電的集中監(jiān)控系統(tǒng)。

1項(xiàng)目介紹

石油鉆具有限公司主要生產(chǎn)鉆桿接頭、加重鉆桿接頭、特殊鉆桿接頭等產(chǎn)品，公司擁有中型配電室一個(gè)，該項(xiàng)目采用昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS TPC7062KX與安科瑞DTSD1352三相電子式多功能電能表，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、控制，主要對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行全程的智能化監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析，以及對(duì)各回路所用電能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[1]。

2用戶需求

石油鉆具有限公司為實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化、統(tǒng)一化、智能化以及規(guī)范化的管理，經(jīng)過前期詳細(xì)的市場(chǎng)調(diào)研和對(duì)不同電力系統(tǒng)公司的考察后，最終提出以下需求：

實(shí)時(shí)顯示:各配電柜回路電壓、電流及電能監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)刷新，并在觸摸屏實(shí)時(shí)顯示；

電能管理:完成對(duì)各電能儀表的電能集抄功能，并自動(dòng)生成符合客戶管理需求的用電報(bào)表，報(bào)表能夠在觸摸屏上實(shí)現(xiàn)電能實(shí)時(shí)查詢；

數(shù)據(jù)導(dǎo)出:實(shí)現(xiàn)各電能儀表電能按照客戶要求的時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)導(dǎo)出，導(dǎo)成Excel形式到U盤，供客戶對(duì)電能統(tǒng)計(jì)、打印。

3設(shè)計(jì)方案

 根據(jù)可靠性和高效率配電管理的要求，以及實(shí)用性，安全性，實(shí)時(shí)性，穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性和易維護(hù)性的原則，對(duì)石油鉆具有限公司的智能配電系統(tǒng)的改造提供如下設(shè)計(jì)方案。

3.1參考標(biāo)準(zhǔn)

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

DL/T645-1997        《多功能電能表通信規(guī)約》

GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》

DL/T721-2000        《配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方終端》

GB/T50063-2008 《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

DL/T634-2002        《遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》

DL/T645-2007 《規(guī)約數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)》

GB/T13729-2002 《遠(yuǎn)程終端通用技術(shù)條件》

3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

為滿足配電室統(tǒng)一監(jiān)控的要求，現(xiàn)場(chǎng)所有儀表通過屏蔽雙絞線連接至觸摸屏，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理，實(shí)時(shí)顯示以及歷史查詢，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

 

 

 

                        圖1 電力監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

4 系統(tǒng)功能

上位機(jī)采用觸摸屏MCGS TPC7062KX，通過觸摸屏進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀表連接、數(shù)據(jù)庫(kù)變量配置、界面設(shè)計(jì)等，完成了在上位機(jī)中監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)電能表用電量的功能[2]。

4.1 實(shí)時(shí)顯示

    觸摸屏采集現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)電能表A相、B相、C相電流、電壓及當(dāng)前總有功電能數(shù)據(jù)，并在人機(jī)界面實(shí)時(shí)刷新顯示，具體數(shù)據(jù)如下圖2所示。

                                         圖2 電能表數(shù)據(jù)顯示界面

4.2 電能管理

    各個(gè)配電柜的電能表可以按照時(shí)間段進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，選擇時(shí)間間隔對(duì)系統(tǒng)采集的電能表歷史電能數(shù)據(jù)精確查詢，根據(jù)客戶要求，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每隔1小時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)電能，查詢結(jié)果在觸摸屏存盤數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)建中顯示，電能存盤數(shù)據(jù)如下圖3所示。

                圖3 電能表數(shù)據(jù)存盤界面

4.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

     本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電能表數(shù)據(jù)自動(dòng)/手動(dòng)導(dǎo)出，手動(dòng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)界面如下圖4所示，用戶根據(jù)需要選定導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時(shí)間段（開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間），即可導(dǎo)出電能數(shù)據(jù)，以Excel形式導(dǎo)出到U盤，同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)觸摸屏對(duì)電能表數(shù)據(jù)存盤，自動(dòng)導(dǎo)出所存盤的數(shù)據(jù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)如下圖5所示。

                                   圖4 電能表數(shù)據(jù)導(dǎo)出界面

   

圖5 導(dǎo)出數(shù)據(jù)界面

5 運(yùn)行效果

    數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性：項(xiàng)目實(shí)施前現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)主要靠人工抄錄，各回路時(shí)間不統(tǒng)一，可對(duì)性差；項(xiàng)目實(shí)施后后臺(tái)實(shí)時(shí)采集，可比性強(qiáng)。

    存儲(chǔ)管理：項(xiàng)目實(shí)施前紙質(zhì)記錄，查詢時(shí)翻箱倒柜，年久易失，數(shù)據(jù)日期管理復(fù)雜；項(xiàng)目實(shí)施后計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)幾年以上，查詢速度快，只需鼠標(biāo)一點(diǎn)，迅速準(zhǔn)確。

整體分析：項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)時(shí)段用電量以及各個(gè)回路用電橫向和豎向無法對(duì)比；項(xiàng)目實(shí)施后通過電能存盤數(shù)據(jù)分析，可了解各個(gè)時(shí)段的用電情況。

    數(shù)據(jù)安全：項(xiàng)目實(shí)施前分散管理，手工定時(shí)備份，對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)備份不準(zhǔn)確；項(xiàng)目實(shí)施后同步集中管理，系統(tǒng)自動(dòng)即時(shí)備份。

    設(shè)備管理：項(xiàng)目實(shí)施前各個(gè)配電柜回路通斷電要現(xiàn)場(chǎng)去查看，斷電時(shí)無報(bào)警；項(xiàng)目實(shí)施后通過觸摸屏清晰展示，回路是否正常產(chǎn)生數(shù)據(jù)，后臺(tái)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)。

6結(jié)束語

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置網(wǎng)絡(luò)電力儀表，具有實(shí)施簡(jiǎn)明，投資少等顯著優(yōu)點(diǎn)，可以方便和實(shí)時(shí)地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場(chǎng)記錄的繁瑣工作，減少人員工作量，同時(shí)，系統(tǒng)對(duì)各種用電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行管理分析，工作人員根據(jù)建立的電能計(jì)量體系，可以了解、分析配電系統(tǒng)總體能耗，提出降耗計(jì)劃，采取節(jié)能降耗措施，逐步提高用電效率。

參考文獻(xiàn)：

[1].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10

[2].昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS初級(jí)、中級(jí)教程. 2013.4