繆建梅
安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定
摘要：本文介紹山西晉城污水處理廠高低壓配電電能管理系統(tǒng)，采用智能電力儀表和微機保護采集配電現(xiàn)場各回路的各種電參量和開關信號。系統(tǒng)通過現(xiàn)場總線進行現(xiàn)場采集設備的組網，組網后聯(lián)至通訊層設備將采集上來的數據遠傳至系統(tǒng)監(jiān)控后臺，通過Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實現(xiàn)污水處理廠電力能耗數據化管理、現(xiàn)場設備的遠程控制等功能，為污水處理廠設備監(jiān)控，電能管理和節(jié)能降耗提供數據依據。
關鍵詞：污水處理廠 智能電力儀表 電能管理 遠程控制
前言
目前，供配電產業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經濟的發(fā)展起著舉足輕重的作用,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急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。
安科瑞的Acrel-3000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機、通訊設備、計量保護裝置等，為系統(tǒng)的實時數據采集、開關狀態(tài)檢測及遠程控制提供了基礎平臺。 該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為武漢重型機床集團提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數據庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower等。
系統(tǒng)概述
晉城污水處理廠是山西晉城市市政府為減少污染，美化環(huán)境而建立的。
安科瑞電氣股份有限公司承接晉城污水處理廠遠程自動抄表系統(tǒng)項目的設計與實施。采用Acrel-3000型電力監(jiān)控系統(tǒng)， 本監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍：高壓配電室、低壓配電室1#、低壓配電室2#的電力儀表。其中高壓配電室微機保護為9臺，低壓配電室1#、2#有上海安科瑞電氣股份有限公司儀表共126臺。
客戶需求
高壓微機保護部分：對IA、IB、IC、I0、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、f、fs、PF的精準測量和保護電流Ia、Ib、Ic的監(jiān)視，以及對正向kWh、反向kWh、正向kVarh、反向kVarh的計量。其中電壓、電流和功率因數的測量精度達到了0.2級，功率、電度的精度達到了0.5級，測頻偏差最大±0.01Hz。具有用于事故分析診斷的信息SOE記錄功能。
系統(tǒng)具有較強的人機接口、全漢化的友好界面，系統(tǒng)畫面、打印格式組態(tài)方便，用戶可自行生成新的界面或打印畫面。
全部功能通過綜合一體化系統(tǒng)來完成，各間隔層設備（微機保護裝置和電力參數采集儀）、通訊層和監(jiān)控層設備間相互獨立，各間隔層設備的功能和可靠性不依賴于通訊或監(jiān)控層設備。
高壓系統(tǒng)的所有信息都保存在微機綜合保護裝置中，便于故障錄波和事故追溯。
本系統(tǒng)通訊層實現(xiàn)通訊數據的傳輸、網絡和通訊規(guī)約的轉換，各種運行參數的本地保存，且掉電不丟失。當系統(tǒng)監(jiān)控層工作站故障時，可存儲兩個周的監(jiān)控參數，當工作站恢復時，能夠將數據批量上傳。
系統(tǒng)采用模塊化、分布式結構，所有間隔層設備都分散安裝在開關柜上，簡化二次系統(tǒng)結構。
參照標準
GB2887-2000 《計算站場地技術要求》
GB/T13729-2002 《遠動終端通用技術條件》
DL/T 814-2002 《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》
DL/T634-2002 《遠動設備和系統(tǒng)傳輸規(guī)約基本遠動任務配套標準》
DL/T721-2000 《配電網自動化系統(tǒng)遠方終端》
DL/T770-2001 《微機變壓器保護裝置通用技術條件》
GB/T50063-2008 《電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范》
GB-14285-2006 《繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程》
GBJ232-2002 《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》
GB/T15145-2001 《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB/50198-2011 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
GB/T17626.5 《浪涌（沖擊）抗擾度試驗》
軟件設計
按照晉城污水處理廠的實際需求和智能元器件的功能，完成系統(tǒng)的設計，主要功能為：一次主接線圖界面顯示；電參量遙測及電參量越限報警；事件記錄，系統(tǒng)運行異常監(jiān)測；故障報警及操作記錄；電能報表查詢與打印；歷史曲線，用戶權限管理、高壓遙控等主要功能。
整個系統(tǒng)采用網絡分布式結構，監(jiān)控主機位于監(jiān)控室內，系統(tǒng)采用開放的通訊協(xié)議，現(xiàn)場的微機保護和低壓智能電測儀表通過現(xiàn)場總線連接到監(jiān)控主機的通訊擴展卡，然后將現(xiàn)場采集到的數據上傳至主機。
系統(tǒng)的結構
本系統(tǒng)采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：
間隔層主要的設備為：電力儀表、開關量采集模塊和智能斷路器等。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)場總線組網通訊，實現(xiàn)數據采集。
中間層主要為：串口擴展卡，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據交互。
站控層：設有高性能工業(yè)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。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。
以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU開放式通訊協(xié)議。
系統(tǒng)的主要功能
一、數據采集與處理
數據采集是配電監(jiān)控的基礎，數據采集主要由底層多功能網絡儀表采集完成，實現(xiàn)遠程數據的本地實時顯示。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COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)等數據。
數據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，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢。
二、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，配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示設備狀態(tài)及實時運行參數；畫面實時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關量顯示；報警記錄顯示等。
1、高壓一次圖：
高壓一次圖為系統(tǒng)主監(jiān)控畫面，主要實時監(jiān)測高壓回路的運行狀態(tài)，重要的電參量等。界面上各回路一次圖顯示紅色代表合閘，綠色代表分閘。
2、高壓光子牌
顯示微機保護裝置上電、裝置掉電、裝置復位、信號復歸、遙控操作、就地操作、修改保護定值、裝置自檢錯誤、裝置超溫等信號，信號跳變時伴隨聲光報警。
3、低壓一次圖
實時顯示低壓進線回路，電容補償、出線回路的合分閘情況，實時刷新負載、電流、電壓、功率等的實時值。
4、電能報表
此電能報表支持手動輸入時間查詢任何時段和任何回路的耗電量。同一變壓器下的出線回路安排在同一個電能報表內，便于管理人員的統(tǒng)計管理。系類報表可設計成用戶慣用的電能報表格式，以延續(xù)工作人員的工作風格。
三、故障報警及事故追憶
在配電系統(tǒng)發(fā)生運行故障時，會及時發(fā)出聲光報警提示用戶及時響應故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間、地點、回路名稱、值班人員等信息，以便用戶查詢，追憶故障原因。
四、用戶權限管理
可根據買方要求添加和刪除軟件的用戶數量和設置用戶的權限。針對不同級別的用戶，設置不同的權限組，防止因人為誤操作帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
總結
本系統(tǒng)在軟件功能和界面友好成都等方面都達到了客戶的要求，順利通過了項目的驗收。通過監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了控制各種儀表；實現(xiàn)對配電室數據采集、監(jiān)控和管理；同時具備報警處理等功能。友好的界面操作系統(tǒng)和簡易的操作，使系統(tǒng)更具有人性化。而且，本系統(tǒng)采用組態(tài)軟件，減少了電力設備狀態(tài)監(jiān)視對人力依賴，降低了人力的成本，提高了經濟效益。為電力系統(tǒng)的生產運行和管理提供了科學、準確的依據。
參考文獻
任致程、周中編著 電力電測數字儀表原理與應用指南 中國電力出版社 2007.4
朱立泉 變配電系統(tǒng)的智能管理系統(tǒng)分析 智能建筑電氣技術 2007年第1卷第4期
作者簡介：
繆建梅，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，Email: 2880157864@qq.com手機：15618860710 QQ:2880157864