张娟

    安科瑞电气股份有限公司，上海 嘉定 201801；

     

    摘要：介绍上海财经大学35/10KV变电站，采用智能电力仪表，采集配电现场的各种电参量和开关信号。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯至后台，通过Acrel-2000型电力监控与电能管理系统实现变电所配电回路用电的实时监控和管理。

     

    关键词：上海财经大学35/10KV变电站;Acrel-2000/3000型;电力监控系统

     

    0  概述 

        上海财经大学学校校园占地总面积766亩（全日制学生人均37平方米），有一个主校区和两个分校区。其中，主校区是全日制本硕博学生和留学生教育基地，由连成一片的国定、武川、武东校区组成。主校区位于杨浦大学城，毗邻复旦大学、同济大学、第二军医大学等学府。中山北一路校区是高层次人才在职培训基地。

        上海财经大学新建35KV变电站项目位于上海市国定路777号，临近政立路武川路交界。该变电站为武川路校区学生宿舍及其周边区域和设备供电。

        本次项目为上海财经大学新建35KV变电站部分的电力监控系统。

     

    1  需求分析

        现场为一座35/10KV变电站。电力监控系统需要实现数据集中管理、分析处理。软件大概功能要求如下：

        电压、电流、功率、功率因数及频率等监测信息实时刷新，并以图形式直观动态显示。各回路子画面上显示该回路各电参量、回路名称、电流越限值等信息。

        对各回路电力仪表的电流绘制趋势曲线，便于分析该回路配电运行工况。

        对各回路电力仪表的电能集中抄表功能，并可生成时间段内符合客户管理需求的用电报表。

        本技术条件适用于上海财经大学的35/10KV配电室低压柜。供方产品应具有高安全性与可靠性、易于扩展、便于维修与维护。供方提供的产品应至少满足本技术条件，但不仅限于此，其技术性能应满足对配电室数据监控的要求。

     

    2  系统方案

        监控系统主要实现上海财经大学35/10KV变电站的变配电系统进行用电监控与电能管理。监控范围为变电所T1、T2变压器的低压进线柜、联络柜、馈线柜仪表进行远程实时监控和电能管理。系统接入变电站26只久电仪表10KV多功能电力仪表EP301,4只35kv综保Sepam z82,12只10KV综保Sepam S20,2只高压温控仪及1只直流屏，分9条总线，总线直接接入本变电所内的采集设备；值班室位于变电所内，总线直接上传至变电所主机，从而在监控主机上实现总线上仪表与监控主机的数据连通。

        现场拓扑结构如下图所示：站控管理层、网络通讯层和现场设备层。

     

     

    1）站控管理层

        站控管理层针对电力监控系统的管理人员，是人机交互的直接窗口。在主要指置于值班室的工控机、显示器、UPS等。

    2）网络通讯层

        通讯层是由仪表总线经后232/485转换器，连接至后台主机的232串口，从而将智能电力仪表的数据上传至系统后台。

        通讯层的主要功能是实现数据交互，使配电系统管理集中化、信息化、智能化，极大提高了配电系统的安全性、可靠性和稳定性，真正达到了无人值守的目的。

    3）现场设备层

        现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，智能仪表通过屏蔽双绞线RS485接口，采用MODBUS通讯协议总线型连接接入通讯服务器，经通讯服务器到达该配电间监控主机进行组网，实现远程控制。

        低压进线和馈线回路采用多功能仪表，它能测量所有常规电力参数，如：三相电压、电流、功率因数、频 率、有功电度、无功电度。

     

    3  系统功能

    功能特点

        本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠。系统具有系统图显示，模拟图显示，网络结构图显示及报表显示；系统提供了友好的人机交互界面，一切操作均可在界面上进行，而且具有远程显示功能。

    用户管理

        为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行维护管理提供可靠的安全保障。将用户的级别分为操作工、工程师、系统管理员这三个等级，每个等级可以单独赋给不同的操作权限，包括进入运行、退出运行、报表管理。系统管理员为等级用户，高的用户可以添加、删除下别的用户。

     

    通讯状态

    通讯状态功能说明

     

     

        实时显示接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构，可在线诊断系统网络通讯状态，发生网络故障时能自动在屏幕上显示故障单元和故障部位。从而方便系统维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，调查故障原因，对出现异常的设备及时维护，保证系统的稳定运行。

    配电监测

    配电监测功能说明

     

     

    详细参数

     

     

        上图所示为本系统配电监测界面，实时显示配电室各回路三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、率因数，实现远程数据的本地实时显示。数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户，提醒值班人员及时处理故障，降低事故发生率。

    运行记录

    运行记录功能说明

     

     

    该功能为客户需求，能为工程师提供实时和历史的电流电压温控仪等关键数据的汇总并及时给出。

    电参量报表

    电参量报表功能说明

     

     

     

        实时电力参数的存储和历史电力参数的管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到实时数据库。在监控画面中能够自定义需要查询的参数、查询的时间段或选择查询近更新的记录数等，并通过报表方式显示出来。可以通过对保护装置工作状态的记录，以及对故障信息的记录，准确的反映出系统中存在的问题，从而便于工作人员解决。

    电能报表

    电能报表功能说明

     

     

        为了实现对本楼内各回路用电量的监管，系统设计了电能管理报表，系统通过对有功电度的采集，呈现系统运行期间的任意时间段内的各回路用电，每个进线回路及它所带的出线回路制作在一张表内，可方便查询和打印，可以帮助建立有效的用能管理考核制度。通过系统的建设和制度的建立，，有效的节约了能源消耗。

    电流曲线

    电流曲线功能说明

     

     

        对配电系统总进线回路（或重要负荷的出线）设计了电流势曲线。便于配电维护人员及时掌握用电需求与供电系统负荷占比，确保供电可靠性，为用户单位的用能权益提供保障。借助该功能，还可分析用能需量的增长趋势，适时调整需量申报，减少因需量偏差过大造成的多余缴费。电流曲线可以帮助用户进行电能质量分析和故障分析。

     

    报警及事件

    遥测实时报警功能

     

     

        本系统提供遥信实时报警功能，分别对监测系统所采集的遥测量和遥信量的数据判断，并提供电流或者电压越限报警功能。

    遥测历史报警事件查询

     

     

        本系统提供过去任意时间段内的系统报警信息的查询服务，包括遥测报警和遥信报警，内容为具体的报警时间，报警类型，报警内容等。

     

    4  结束语

        在当今配电设施的应用中，变电所的配电安全性至关重要，本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在上海财经大学35KV变电站的应用，可以实现对变电所供配电回路用电的实时监控，不仅能显示回路用电状况，还具有网络通讯功能，可以与串口服务器、计算机等组成电力监控系统。系统实现对采集数据的分析、处理，实时显示变电所内各配电回路的运行状态，对分合闸、负载越限具有弹出报警对话框、语音提示、短信报警灯，并生成各种电能报表、分析曲线、图形等，便于电能的远程抄表以及分析、研究，该系统运行安全、可靠、稳定，为学校解决用电计量问题提供了真实可靠的依据，取得了较好的效益。

     

    参考文献：

    [1].任致程 周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4

    [2].周中等编著. 智能电网用户端电力监控与电能管理系统产品选型及解决方案[M]. 北京. 机械工业出版社. 2011.10

     

    作者简介

    张娟，本科，任职单位：现任职于安科瑞电气股份有限公司。联系电话：021-69155367，手机：18701997519，QQ：2880635303