1、淺析電力監(jiān)控系統(tǒng)福建星網(wǎng)銳捷應用摘要：介紹福建星網(wǎng)銳捷程電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)采用現(xiàn)場就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過現(xiàn)場總線通訊并遠傳至后臺，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)變電所配電回路用電的實時監(jiān)控。關鍵詞：工業(yè)現(xiàn)場;0.4KV變電所；智能電力儀表;電力監(jiān)控系統(tǒng)0概述 福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司成立于1996年，公司秉承“融合創(chuàng)新科技，構建智慧未來”的經(jīng)營理念，是國內領先的ICT應用方提供商。2014年公司品牌價值132.13億元。2010年6月，星網(wǎng)銳捷成功上市（股票代碼：002396），成為一家以自主創(chuàng)新打造核心競爭力的公眾公司。 作為國家首批創(chuàng)新型企

2、業(yè)，星網(wǎng)銳捷鍛造了以企業(yè)研究為核心、開放合作的自主創(chuàng)新體系。星網(wǎng)銳捷現(xiàn)有員工7000余人，其中研發(fā)技術人員占公司總人數(shù)的40%以上，每年持續(xù)將10%左右的銷售收入投入研發(fā)，2014年研發(fā)投入達到5.4億元。作為國家首批技術創(chuàng)示范企業(yè)，星網(wǎng)銳捷多次承接和入選國家火炬計劃、國家863計劃項目、國家核高基重大專項，形成大批具有國內和國際領先水平的核心技術，截止2015年6月，共申請專利1998項。 本項目為福建星網(wǎng)銳捷變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求，需要對福建星網(wǎng)銳捷兩個變電所內的高壓柜、低壓配出線分別進行監(jiān)控，以保證用電的安全、可靠和高效?；趶姶蟮膭?chuàng)新能力，星網(wǎng)銳捷在網(wǎng)絡通訊、交換機

3、、云計算終端、瘦客戶機、支付POS、“桌面云”、無線接入、寬帶接入、統(tǒng)一通信、視頻信息應用等各產品領域均形成了獨特的領先優(yōu)勢，同時也致力于在移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)絡、智慧園區(qū)、大數(shù)據(jù)等新興應用領域為客戶帶來前瞻的應用解決方案，并成功進軍俄羅斯、印度、東南亞、非洲、美國等市場，向全球客戶展示著“中國創(chuàng)造”的獨特魅力。 低壓智能配電系統(tǒng)，充分利用了現(xiàn)代電子技術、計算機技術、網(wǎng)絡技術和現(xiàn)場總線技術的最新發(fā)展，對變配電系統(tǒng)進行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對配電系統(tǒng)的二次設備進行組網(wǎng)，通過計算機和通訊網(wǎng)絡，將分散的配電所的現(xiàn)場設備連接為一個有機的整體，實現(xiàn)電網(wǎng)運行的遠程監(jiān)控和集中管理。1用

4、戶需求1.1一般規(guī)定 （1）電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍包括：高壓進出線運行參數(shù)監(jiān)測，低壓配電運行參數(shù)監(jiān)測，備用電壓運行監(jiān)測，變配電機房運行參數(shù)監(jiān)測等。 （3）電力監(jiān)控系統(tǒng)應滿足商業(yè)管理安全管理的需求。包括：集中監(jiān)視所有的報警信息，集中顯示重要設備的運行狀態(tài)；使管理人員可通關過集成平臺遠程排查，監(jiān)視各機電設備現(xiàn)場情況。 （2）電力監(jiān)控系統(tǒng)應滿足商業(yè)管理便捷實用的要求。包括：保證所有變配電設備監(jiān)視系統(tǒng)集成在一個平臺上；采用統(tǒng)一的操作界面；提供清晰的管理信息。并提供遠程訪問功能。1.2功能要求1.2.1監(jiān)測功能 1)應監(jiān)測變壓器所在環(huán)境的空氣溫度。2)柴油發(fā)電機進線運行參數(shù)：發(fā)電機端電壓、電流、頻率、啟

5、動電池電壓、柴油機冷卻水溫度。 3)應監(jiān)測高壓進出線運行參數(shù)，包括電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率。 4)應監(jiān)測直流屏運行參數(shù)：輸出電壓、累計充放電次數(shù)、充電電壓、充放電狀態(tài)、電池溫度。 5)應監(jiān)測變壓器運行參數(shù)：鐵芯線圈溫度、散熱風機啟停狀態(tài)。1.2.2故障報警功能 1)直流屏:電壓異常。 2)高壓柜:高壓進出線過流（負荷）、低電壓、短路、接地。 3)變壓器:變壓器高溫、超高溫 4)發(fā)電機主:啟動失敗、無法同步、短路；柴油發(fā)電機工作故障報警，日用油箱油位顯示及超高、超低報警。1.2.3記錄功能 1)應記錄上述需要監(jiān)測的運行參數(shù)和開關狀態(tài)中的技術參數(shù)部分，以供分析比對。 2)應記錄上述

6、各項故障報警發(fā)生的內容和時刻。1.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件需求 電力監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件標準應符合萬達廣場能耗管理系統(tǒng)設計標準要求，此外還應滿足以下要求：1.3.1電力監(jiān)控系統(tǒng)的硬件應包括至少1臺服務器。與“慧云智能化管理系統(tǒng)”控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接如圖0所示。圖0變配電子系統(tǒng)的硬件連接1.3.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應提供人機交互界面（與能源管理平臺共用）。子系統(tǒng)人界面可以按照界面設計的規(guī)定設計，使子系統(tǒng)界面與“慧云智能化管理系統(tǒng)”集中監(jiān)控系統(tǒng)界面一致；也可以自行設計，實現(xiàn)功能設計中各項監(jiān)測、故障報警和運行監(jiān)測功能。1.3.3電力監(jiān)控系統(tǒng)的軟件應具備數(shù)據(jù)庫功能，實現(xiàn)功能設計中的各項記錄功能。1.3.4電力監(jiān)控系統(tǒng)

7、的軟件應具備權限管理功能。1.4電力監(jiān)控系統(tǒng)與慧云平臺的數(shù)據(jù)交互要求1.4.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)應采用標準通信協(xié)議和接口。建筑智能化子系統(tǒng)應開放其設備的各層通信協(xié)議。宜采用自帶監(jiān)控功能的變配電設備（機組）。要求各個變配電機組能夠自動測量功能設計中的各種信息。1.4.2電力監(jiān)控系統(tǒng)應向“慧云智能化管理系統(tǒng)”集中控制系統(tǒng)提供功能設計中各項監(jiān)測、記錄功能需求的數(shù)據(jù)，包括機電設備啟停狀態(tài)、系統(tǒng)運行參數(shù)、故障報警參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)參數(shù)。2設計原則引用標準2.1設計原則 (4)安全性：系統(tǒng)對安全性問題予以高度重視，從操作系統(tǒng)層，網(wǎng)絡層，應用層每個層次都有相應的措施以解決傳輸安全，系統(tǒng)安全和信息安全的需求。 (5)

8、可靠性：系統(tǒng)應從系統(tǒng)結構、網(wǎng)絡結構、技術措施、設備選型等方面綜合考慮，以確保系統(tǒng)中沒有單故障節(jié)點，實現(xiàn)7X24不間斷服務。 (1)開放性：本系統(tǒng)中將涉及到不同廠商的設備技術，以及系統(tǒng)的擴展需求，在本項目的產品技術選型中，避免采用專有技術，從而使系統(tǒng)的軟硬件平臺具有充分的開放性. (2)先進性：系統(tǒng)的軟硬件平臺建設、應用系統(tǒng)的設計開發(fā)以及系統(tǒng)的維護管理所采用的產品技術均綜合考慮當今技術發(fā)展趨勢，采用相對先進同時市場相對成熟的產品技術，以滿足系統(tǒng)未來的發(fā)展需求. (3)高性能：系統(tǒng)設計應從服務器處理能力、網(wǎng)絡帶寬傳輸能力、軟件系統(tǒng)效率等角度綜合分析，合理設計結構、使系統(tǒng)具有足夠的處理能力，以適應大

9、數(shù)量量數(shù)據(jù)處理和用戶訪問需求，保障系統(tǒng)服務質量。 (6)擴展性：在本系統(tǒng)中，所有的網(wǎng)絡、服務器、存貯、應用軟件的設計遵循可擴充的原則，以實現(xiàn)隨著需求的發(fā)展而擴展。系統(tǒng)采用模塊化結構，具有很好的兼容性和可擴充性，即可使不同的廠商的設備和系統(tǒng)集成到同一個平臺中，又可使系統(tǒng)在日后可以根據(jù)用戶需求方便地擴展。2.2引用標準 (1)萬達廣場慧云智能化管理系統(tǒng)設計標準（2015版） (2)ISO/IEC11801國際綜合布線標準 (3)GB/50198監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范 (4)GB50052-2009供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 (5)GB50054-2011低壓配電設計規(guī)范 (6)DL/T 698.1-2009

10、第1部分：總則 (7)DL/T 698.2-2010第2部分：主站技術規(guī)范 (8)DL/T 698.31-2010第3.1部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-通用要求 (9)DL/T 698.35-2010第3-5部分：電能信息采集終端技術規(guī)范-低壓集中抄表終端特殊要求(10)DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信 (11)DL/T 698.42-2010第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議 (12)DL/T 698.41-2010第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信 (13)DL/T 698.42-2010第4-2部分：通訊協(xié)議-集

11、中器下行通信協(xié)議3系統(tǒng)結構描述 本監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司兩個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控。高壓部分監(jiān)控范圍為高壓柜上安裝的7只許繼WXH-831A和WCB-831A系列微機保護測控裝置；電能管理系統(tǒng)低壓部分監(jiān)控范圍為變電所低壓柜上的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜。該高壓系統(tǒng)總計有7只微機保護測控裝置分一條總線直接接至串口服務器，低壓系統(tǒng)144只ACR330ELH和ACR220EL型號的多功能電力儀表，分7條總線，通過串口服務器采集處理數(shù)據(jù)，最后通過網(wǎng)線連接至值班室內監(jiān)控主機上，實現(xiàn)總線上儀表與監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)連通。 本監(jiān)

12、控系統(tǒng)采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層；如圖（1）所示：圖（1）網(wǎng)絡拓撲圖 間隔設備層主要為：微機綜合保護、多功能網(wǎng)絡電力儀表等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，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。 站控管理層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機上，集中采集顯示現(xiàn)場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。 以上網(wǎng)絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的

13、雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。 網(wǎng)絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。 RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。4 電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 本項目針對這一個變電所的10/0.4kV配電系統(tǒng)進行用電監(jiān)控；監(jiān)控范圍為變電所內的T1、T2、T3、T4、T5、T6變壓器的低壓進線柜、聯(lián)絡柜、饋線柜及高壓側儀表進行遠程實時監(jiān)控。 進出線回路均采用ACR330ELH及ACR220

14、EL多功能電力儀表，其是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公共設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計的網(wǎng)絡電力儀表，它能測量所有常規(guī)電力參數(shù)，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無功電度等多種電參量。并且本儀表帶有光電隔離開關量輸入接點和繼電器控制輸出接點，這些接點可以配合智能斷路器實現(xiàn)斷路器的遙信、遙控操作。該系列網(wǎng)絡電力儀表主要應用于變電站自動化、配電網(wǎng)自動化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動化等領域。 低壓回路實時監(jiān)測，低壓配電二次圖見圖（2），功能有電量遙測主要監(jiān)測運行設備的電參量，其中包括：線三相電壓，電流，功率，功率因數(shù)，電能，頻率等電參量及配出回路的三相電流；遙信功能實現(xiàn)顯

15、示現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，主要包括：開關的分、合閘運行狀態(tài)和通訊故障報警；斷路器變位時會發(fā)出報警信號，提醒用戶及時處理故障。圖（2）低壓配電二次圖 系統(tǒng)通訊結構示意圖，主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結構，系統(tǒng)采用分層分布式結構，同時監(jiān)測間隔層設備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。見圖（5）。圖（5）系統(tǒng)通訊結構示意圖 遙信和遙測報警功能，主要完成對低壓各出線回路的開關運行狀態(tài)和負載進線監(jiān)控，對開關變位和負載越限彈出報警界面指示具體的報警位置并聲音報警，提醒值班人員及時處理。負載越限值在相應權限下可自由設置。具備歷史查詢功能。見圖（3）。圖（3） 實時遙信報警信息 用電量報表功能，可選擇時間段進行

16、查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數(shù)據(jù)導出和報表打印等功能。為值班人員提供了精確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數(shù)據(jù)庫關聯(lián)，方便用戶修改回路名稱，見圖（4）。圖（4） 電能報表 負荷趨勢曲線界面中可直觀的查看回路的負荷運行情況。查看實時和歷史趨勢曲線，點擊畫面相應按鈕或菜單項可以完成相應功能的切換；幫助用戶進線趨勢分析和故障追憶，具備曲線打印功能。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。見圖（6）。圖（6）趨勢曲線圖5結束語 隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應用，電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為全國各地重點工程項目、標志性建筑/大型公共設施等大面積多變電所用戶的必然選擇，本文介紹了電力監(jiān)控系統(tǒng)在福建星網(wǎng)銳捷的實行，可以實現(xiàn)對變電所高低壓配電回路用電的實時監(jiān)控