山東建筑大學10KV配電工程電力監控系統的研究與應用

項目概述：為滿足新建松園四號學生公寓及原有學生公寓安裝空調的用電需求，學校決定在竹園三號學生公寓東側新建座變配電室，設計裝機容量8000KVA，配電室建筑面積841平方米，二層框架結構，層為低壓配電室，二層為高壓配電室。采用雙電源供電方式，主供電源10KV義安線接線供電，備用電源由客戶自備發電機供電。
設計標準：
       本技術規范書提供的設備應滿足以下規定、法規和行業標準：
GB 50052      《供配電系統設計規范》
GB 50054      《低壓配電設計規范》
IEC 61587     《電子設備機械結構系列》
DL/T 5103     《35-110 KV無人值班變電所設計規程》
GB 50059      《35-110 KV變電所設計技術規程》
NDG 889       《火力發電廠、變電所二次接線設計技術規定》
GB 50229      《火力發電廠與變電所設計防火條件》
GB 6162       《靜態繼電器和保護裝置的電氣干擾試驗》
DL/T 587      《微機繼電保護裝置運行管理規程》
GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規程》
GB/T 15145    《微機線路保護裝置通用技術條件》
GB 7261       《繼電器和繼電保護裝置基本試驗方法》
GB 14285      《繼電保護和安全自動裝置技術規程》
DL/T 720      《電力系統繼電保護柜、屏通用技術條件》
方案設計：
       安科瑞Acrel-2000電力監控系統根據山東建筑大學現場實際情況，整體網絡結構采用屏蔽雙絞線直接接至數據采集器然后通過網線直接接至配電室的監控主機，保障了電力監控監控系統傳輸的穩定性與實時性。
1）站控管理層
       站控管理層針對電力監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。在山東建筑大學項目中指放在層值班室的監控主機。
2）網絡通訊層
       通訊層主要是由串口服務器、以太網設備及總線網絡組成。串口服務器主要功能是監測現場智能儀表；以太網設備及總線網絡的主要功能是實現分站與主站之間的數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無人值守的目的。
3）現場設備層
       現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表AMC72L-E4/KC組成，智能儀表通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入通訊服務器，經通訊服務器到達該配電間監控主機進行組網，實現遠程控制。
 

系統結構圖

系統功能：
       變電所實時監控系統圖為主監控畫面，主要實時監測變電所所有回路的運行狀態，紅色代表合閘，綠色代表分閘。在系統圖中可以直觀的看到每路進線和出線的運行參數和狀態，可以看到變壓器出線側的所有常規電力參數，如：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電度等。如下圖所示：

 
次系統圖
 

       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和負載進線監控，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。

       事件告警記錄功能，主要完成對查詢時間段內出現的報警信息事件記錄以及發生時間，為值班人員提供依據并且分析事故發生的原因，如下圖所示：

報警功能實時查詢

       參數抄表功能，主要對低壓各出線回路的電參數進線查詢。支持任意時刻電參數查詢，具備數據導出和報表打印等功能。該報表查詢配電室進出線各低壓回路的電參數，主要包括：三相電流、有功功率和有功電度。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示:

電參數抄表
 

       用電量報表功能，可選擇時間段進行查詢，支持任意時間段電度累計查詢，具備數據導出和報表打印等功能。為值班人員提供了準確可靠的電能報表。該報表各回路名稱和數據庫關聯，方便用戶修改回路名稱。如下圖所示，用戶可以直接打印報表，可以以EXCEL格式另存到其他位置。如下圖所示：

電能報表

       系統通訊結構示意圖，主要顯示系統的組網結構，系統采用分層分布式結構，同時監測間隔層設備的通信狀態。紅色表示通訊正常，綠色表示通訊故障。下圖為變電所通訊狀態示意圖。

通訊結構示意圖
 

系統意義：
       本文介紹的Acrel-2000電力監控系統在山東建筑大學的應用，可以實現對配電室供配電回路用電的實時監控，不僅能顯示回路用電狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成電力監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示配電室內各配電回路的運行狀態，對負載越限具有彈出報警對話框、語音提示，并生成各種電能報表、分析曲線、圖形等，便于電能的遠程抄表以及分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為高校等項目解決用電問題提供了真實可靠的依據，取得了較好的效益。

作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護器的研發與應用