张星

，上海嘉定

摘要：介绍了该项目的电力监控系统，利用智能电表采集配电现场的各种电气参数和开关信号。系统采用现场联网的方式。联网后，通过现场总线进行通讯，传输到后台。 Acrel-2000电力监控系统实现了对配电线路用电量的实时监控和电源管理。

关键词：工厂；项目;变电站；智能电表；阿克雷尔-2000；电力监控系统

0 概述

Acrel-2000低压智能配电系统充分利用现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的新发展，对变配电进行分散数据采集和集中监控管理系统。配电系统二次设备联网，通过计算机和通信网络将分布式配电站现场设备连接成一个有机整体，实现对电网运行的远程监控和集中管理。该项目位于常州。本项目为项目电力监控系统。根据配电系统管理要求，本项目将对所属变电站的低压配电进出线线路进行用电管理，确保用电安全、可靠、高效。

1 系统结构说明

监控系统采用分层分布式结构，即站控层、通信层和间隔层；监控系统主要实现项目配电系统的用电监控和用电管理，监控范围为51pz系列多功能电表，6条总线直接拉到值班室采集器，然后连接通过协议转换到值班室监控主机，实现总线上的仪器与监控主机的数据连接。

如图(1）:

图（1）网络拓扑

站控管理层：配备高性能工控机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中收集并显示现场设备的运行状态，并以人机交互的形式展示给用户。

间隔设备层主要是：多功能网络电能表。这些装置分别安装在相应的一次设备对应的电气柜中。这些设备均采用RS485通讯接口，通过现场总线网络进行通讯，实现现场数据采集。

网络通信层主要是：通信服务器，其主要功能是将采集到的分散在现场的设备集中收集起来，同时传送给站控层，完成与站台控制层之间的数据交换。场层和站控层。

RS485接口是平衡驱动器和差分接收器的组合，具有增强的抗噪声干扰能力。总线最多可连接32台设备，最大传输距离1.2km。

以上网络仪表均采用RS485接口和-RTU通讯协议。 RS485采用屏蔽线传输，一般采用两根线，接线简单方便；通信接口为半双工通信，即通信双方可以接收和发送数据但只能同时发送或接收数据，数据传输速率高。

2 电力监控系统的主要功能

2.1 历史事件

历史事件查看界面主要为用户提供方便友好的人机交互，查看已发生的故障记录、信号记录、操作记录、超限记录等。通过历史事件查看平台，您可以按照自己的需求和查询条件，方便定位您要查看的历史事件，为您掌握整个系统的运行情况提供了良好的软件支持。

2.2 数据库创建与查询

主要完成遥测和遥信采集授时，建立数据库，定期生成报表供用户查询和打印。

2.3 数据收集与处理

数据采集是配电监控的基础。数据采集​​主要由底层多功能网络仪表完成，实现远程数据的本地实时显示。需要采集的信号包括：三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Epi、远程设备运行状态等数据。

数据处理主要是将按要求采集的电参数实时、准确地展示给用户，以满足配电监控自动化、智能化的要求，并将采集的数据存入数据库供用户查询。

2.4 人机交互

该系统提供了一个简单、易于使用和良好的用户界面。采用全中文界面，CAD图形显示低压配电系统一次电气接线图，显示配电系统设备状态及相应的实时运行参数，屏幕周期性切换；屏幕实时动态刷新；模拟显示；切换显示；连续记录显示等

2.5 远程报表查询

报表管理程序的主要功能是根据用户的需要设计报表样式，对系统中处理的数据进行过滤、组合、统计，生成用户需要的报表数据。本程序还可以根据用户的需要，定期保存、打印或调用保存和打印报表文件。同时，本程序还为用户提供了对生成的报表文件的管理功能。

报表具有查询时间自由设置，实现日、月、年能源统计、数据导出、报表打印等功能。

2.6 用户权限管理

针对不同级别的用户，设置不同的权限组，防止人为误操作造成的生产和生命损失，实现配电系统安全可靠运行。用户可以通过用户管理进行登录、注销、修改密码、增删改查等操作，方便用户修改账号和权限。

2.7 工作负载曲线

负载趋势曲线功能主要负责定期采集进线及重要回路电流及功率负载参数，并自动生成运行负载趋势曲线，方便用户及时了解设备运行负载状态点击屏幕上对应的按钮或菜单项，切换对应的功能；可查看实时趋势曲线或历史趋势线；选中的曲线可以平移、缩放、改变范围等。分析整个系统的运行状态，提供直观、方便的软件支持。

3 个案例研究

该项目的电力监控系统是一个变电站。本项目对该变电站0.4kV配电系统进行电力管理。根据对变电站的监控，完成对变电站的运行管理，对全厂能耗进行全面控制。

低压配电二次图如图(2) 两个系统的功能是一样的，功能都是电遥测，主要监测运行设备的电气参数，包括：线路配电回路三相电压、电流、功率、功率因数、电能、频率等电位参数和三相电流；遥信功能实现现场设备运行状态的显示，主要包括：开关的分合闸运行状态及通讯故障报警；当断路器移位时，会发出报警信号，提醒用户及时处理故障。

配电站主要能耗电路采用多功能仪表。我公司还有相应型号的仪表，PZ系列多功能仪表，专为电力系统、工矿企业、公共设施、智能楼宇的电力监控需求而设计。功率计电力监控，可测量所有常规功率参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功功率、无功功率等电气参数。并且仪表具有2路光电隔离开关输入接点，这些接点可与智能断路器配合，实现断路器的遥信操作。该系列网络电能表主要应用于变电站自动化、配网自动化、住宅用电监控、工业自动化、能源管理系统和智能工厂。

图（2）低压配电二次图

遥信及遥测报警功能，主要完成对各低压出线回路的开关动作状态及负载进线的监控，并弹出开关位移及负载超限报警界面指示具体报警定位及声音报警，提醒值班人员及时处理。负载限制值可在相应权限下自由设置。具有历史查询功能。见图 (3）.

图片（3）实时遥测报警和历史遥测报警信息查询

参数抄表功能，主要查询低压出线电路的电气参数。支持随时查询电气参数，具有数据导出、报表打印等功能。本报告查询变电站4台变压器各低压回路的电气参数，主要包括：三相电流、有功功率、有功电能、变压器温度。该报表的每个循环名称都与数据库相关联，方便用户修改循环名称。见图（4）.

图片（4）参数抄表

用电量报表功能，可选择时间段进行查询，支持任意时间段电量累计查询电力监控，具有数据导出和报表打印功能。为值班人员提供准确可靠的电能报告。该报表的每个循环名称都与数据库相关联，方便用户修改循环名称。如下图所示，用户可以直接打印变电站内各配电回路的精确用电量报表，并以EXCEL格式保存到其他位置。见图片（5）.

图表（5）能源报告

系统通讯结构示意图，主要展示系统的网络结构。系统采用分层分布式结构，在bay层监控设备的通讯状态。红色表示通信正常，绿色表示通信失败。见图 (6）.

图（6）系统通讯结构图

4 结论

系统实现对采集数据的分析处理，实时显示变电站内各配电回路的运行状态，具有弹出报警对话框和语音提示分合闸、负荷超限，并生成各种电能报告、曲线、图表等分析，方便远程抄表、电能分析研究。系统运行安全、可靠、稳定，为变电站用户解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了良好的社会效益。随着社会的发展和电力的广泛应用，电力监控系统已成为全国重点工程项目、标志性工厂/大型公共设施等大型多变电站用户的必然选择。本文介绍的Acrel-2000电力监控系统在项目中的应用，可以实现对变电站高低压配电回路用电量的实时监控和用电管理，不仅可以显示电路的功耗状态，还具有网络通讯功能，可与串口服务器、计算机等组成电源监控系统。

参考资料：

[1].任志成，周忠．电力计量数字仪表原理与应用指南[M]．北京。中国电力出版社。 2007. 4

[2]。周中中主编。智能电网用户端电力监控及电力监控系统产品选型及解决方案[M]．北京。机械工业出版社。 2011.10

关于作者：