摘 要：隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展、計算機網(wǎng)絡技術的成熟、智能高壓綜保的應用，電力系統(tǒng)監(jiān)控已進入智能化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化的時代。本文介紹Acrel-2000電力監(jiān)控軟件在高容量全密封免維護鉛酸蓄電池電力監(jiān)控系統(tǒng)的應用。系統(tǒng)實現(xiàn)了分散式采集和集中控制管理的智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化電力監(jiān)測。
關鍵詞：工廠變配電；高壓綜保；電力監(jiān)測軟件
0 引言
配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質量，向用戶提供優(yōu)質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。
本文以高容量全密封免維護鉛酸蓄電池廠電力監(jiān)控系統(tǒng)為例，簡單介紹變電站的配電自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
配電自動化，是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。其目的是提高供電可靠性，改善電能質量，向用戶提供優(yōu)質服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。
隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時也對電能質量提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效低耗的運行。
本文以高容量全密封免維護鉛酸蓄電池廠電力監(jiān)控系統(tǒng)為例，簡單介紹變電站的配電自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
1 項目簡介
高容量全密封免維護鉛酸蓄電池廠是江森集團投資新建的，該廠坐落在江西安吉和平鎮(zhèn)306國道傍，整個廠用電高壓部分分為20kV和10kV。20kV高壓線路分兩路送至電廠，分別為和江甲線和和森乙線。整個高壓變配電系統(tǒng)中用的是2臺美國SEL（20kV）和39臺美國GE(10kV) 的智能綜合保護，綜合保護帶有RS485通訊端口,可供上位計算機通訊來實現(xiàn)實時監(jiān)測和智能管理。為了滿足工廠智能化變配電監(jiān)測的要求，浙江江森采用了上海安科瑞的電力監(jiān)控軟件Acrel-2000，該軟件用來實現(xiàn)對電池廠智能用電設備的自動采集、遠傳和存儲、預處理及分析的電力監(jiān)測平臺。
2 系統(tǒng)結構
Acrel-2000電力監(jiān)控軟件是對現(xiàn)場智能綜保進行電參量采集與電能數(shù)據(jù)存儲的軟件，系統(tǒng)為智能化網(wǎng)絡電力監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合應用計算機網(wǎng)絡、通訊、數(shù)據(jù)庫、數(shù)值處理等多種現(xiàn)代信息技術，是電力系統(tǒng)的基礎和重要組成部分。軟件組態(tài)靈活、實用性強、操作簡單、易于維護和擴展性強。它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，能夠滿足企業(yè)智能化供配電的要求，而且可利用網(wǎng)絡通訊和IT信息處理技術，有效的加強企業(yè)的內部管理，提升企業(yè)的科學管理決策速度和準確度。
系統(tǒng)采用分布式結構，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要結構關系如圖1所示：
Acrel-2000電力監(jiān)控軟件是對現(xiàn)場智能綜保進行電參量采集與電能數(shù)據(jù)存儲的軟件，系統(tǒng)為智能化網(wǎng)絡電力監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合應用計算機網(wǎng)絡、通訊、數(shù)據(jù)庫、數(shù)值處理等多種現(xiàn)代信息技術，是電力系統(tǒng)的基礎和重要組成部分。軟件組態(tài)靈活、實用性強、操作簡單、易于維護和擴展性強。它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，能夠滿足企業(yè)智能化供配電的要求，而且可利用網(wǎng)絡通訊和IT信息處理技術，有效的加強企業(yè)的內部管理，提升企業(yè)的科學管理決策速度和準確度。
系統(tǒng)采用分布式結構，數(shù)據(jù)處理以數(shù)據(jù)庫為中心，分采集、顯示、算法等模塊，各主要結構關系如圖1所示：
圖1 系統(tǒng)總體拓撲圖
整套電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控管理部分包括監(jiān)控管理主機、打印機、UPS電源等；該配電系統(tǒng)分成兩個部分：20kV高壓配電系統(tǒng)以及10kV低壓配電系統(tǒng)，相應的一次設備安裝在高壓電氣柜、溫控箱內。其中20kV開關柜內安裝的2臺微機保護通過一條485總線接入智能通訊管理機；10kV開關柜內39臺微機保護通過2條485總線接入智能通訊管理機，另外變壓器溫控儀經(jīng)過一條485總線接入智能通訊管理機。智能通訊管理機將現(xiàn)場所有設備信號經(jīng)以太網(wǎng)接入監(jiān)控主機。
2.1 主要設計參考依據(jù)
l IEC870-1 《遠動設備及系統(tǒng)總則一般原理和指導性規(guī)范》
l IEC870-4 《遠動設備及系統(tǒng)性能要求》
l IEC870-5 《遠動設備及系統(tǒng)傳輸規(guī)約》
l DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》
l ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
l GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
l DL 448-91 《電能計量裝置管理規(guī)程》
l ISO/IEC11801 《國際綜合布線標準》
l GB/50198-94 《監(jiān)控系統(tǒng)工程技術規(guī)范》
2.2 軟件功能
系統(tǒng)依據(jù)客戶實際需求及相關標準進行設計，并實現(xiàn)了配電監(jiān)測、遠程抄表、電能報表、趨勢曲線、事件及報警等功能。
人機交互
圖2所示為本系統(tǒng)配電監(jiān)測界面，顯示了當前各回路設備運行狀態(tài)及電力參數(shù)的實時顯示。實時顯示網(wǎng)球中心10KV各回路三相電壓、電流；并顯示當前回路斷路器分合閘狀態(tài)，另外對于設備通訊故障以及負荷越限等非常規(guī)狀態(tài)進行聲光報警，提醒工作人員及時發(fā)現(xiàn)并處理突發(fā)事件，消除隱患，確保所有設備在安全穩(wěn)定的環(huán)境下運行，
圖2
數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎，數(shù)據(jù)采集主要由底層的測控裝置采集完成，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)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(shù)COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態(tài)、溫度等。
數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫供用戶查詢、分析。避免了運行保障團隊直接去配電室查看配電系統(tǒng)運行狀態(tài)，確保在最短時間發(fā)現(xiàn)并排除故障。
故障報警及事故追憶查詢
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，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如圖3所示：
故障報警及事故追憶查詢
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，以被用戶查詢，追憶故障原因，記錄如圖3所示：
圖3
用戶權限管理
可根據(jù)用戶要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)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，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
運行負荷曲線
定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進，如圖4所示
可根據(jù)用戶要求添加和刪除軟件的用戶數(shù)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，防止因人為誤操作給生產，生活帶來的損失，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運行。
運行負荷曲線
定時采集進線及重要回路電流負荷參量，自動生成運行負荷趨勢曲線的，方便用戶及時了解設備的運行負荷狀況、方便管理員掌握用電設備的運行狀況，對存在故障隱患的設備及時提出整改，對不合理用電單位提出科學合理的改進，如圖4所示
圖4
數(shù)據(jù)報表查詢
為了更加直觀的顯示各回路運行的歷史數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)開發(fā)出了報表查詢功能，可以通過時間設定窗口，查詢任意一段時間內的或者任意時間點的電度或者電流數(shù)據(jù)。為用戶提供了準確的歷史數(shù)據(jù)查詢。
為了更加直觀的顯示各回路運行的歷史數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)開發(fā)出了報表查詢功能，可以通過時間設定窗口，查詢任意一段時間內的或者任意時間點的電度或者電流數(shù)據(jù)。為用戶提供了準確的歷史數(shù)據(jù)查詢。
3 系統(tǒng)特點
系統(tǒng)的軟硬件全部模塊化，硬件全部智能化。軟硬件設計選擇工業(yè)級標準，可靠性非常高；整個系統(tǒng)的智能控制終端，遠程智能通訊控制器全部由16位微機組成，這種集散型控制系統(tǒng)速度快，實時性好，通訊可靠；智能控制終端自帶CPU，采集周期短，實時性強，系統(tǒng)冗余度高；各個子系統(tǒng)都是獨立工作，互不影響；并且和子系統(tǒng)都實現(xiàn)了模塊化，進一步提高了整個系統(tǒng)的安全及可靠性。
4 總結
本文介紹了高容密全密封免維護鉛蓄電池電力監(jiān)控系統(tǒng)的總體結構以及實現(xiàn)功能。在2011年系統(tǒng)投資運營以后，已經(jīng)成功運行了近一年時間，為該廠電力設備運行狀況起到了良好的監(jiān)督與管理作用，并將進一步為該廠設備維護提供數(shù)據(jù)依據(jù)，將各種隱患消除于萌芽之中。
本文介紹了高容密全密封免維護鉛蓄電池電力監(jiān)控系統(tǒng)的總體結構以及實現(xiàn)功能。在2011年系統(tǒng)投資運營以后，已經(jīng)成功運行了近一年時間，為該廠電力設備運行狀況起到了良好的監(jiān)督與管理作用，并將進一步為該廠設備維護提供數(shù)據(jù)依據(jù)，將各種隱患消除于萌芽之中。
參考文獻：
1《電力電測數(shù)字儀表原理與應用指南》 任致程，周中，中國電力出版社
作者簡介：
韓來發(fā) (1985-)，男，畢業(yè)于南京信息工程大學，從事于電力系統(tǒng)集成工作。
楊興媚（1988-） 本科 江蘇安科瑞電器制造有限公司 主要研究方向為智能電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)，技術交流：0510-86189371 手機：13626237782 http://www.jyacrel.cn
