#头条创作挑战#
摘要：介绍了巴彦郭勒煤矿选煤厂项目的电力监控系统，该系统采用智能电能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。 组网后，通过现场总线进行通信，并远程传输至后台。 Acrel-2000Z电力监控系统实现对配电室配电回路用电情况的实时监控和管理。
关键词：巴彦郭勒煤矿选煤厂工程； 智能功率计； Acrel-2000Z； 电力监控系统；
0 概述
巴彦郭勒煤矿选煤厂项目电力监控系统包括31台/E4-K安科瑞多功能电表和78台ARDM安科瑞电机保护器。 本地单独设置一套安科瑞电源监控系统，监控值班室仪表的运行状态。
1 需求分析
以保证生产管理用电负荷的统计分析和危险源的实时监控。 需要对项目现场配电的电压、电流、功率等参数进行实时在线监测。 一旦监测点的监测参数出现异常，可以及时发现报警，相关人员采取必要措施，避免安全事故的发生。 自动抄表功能节省人力、物力，电量趋势曲线功能可直观显示各电路的工作状态和时间，方便用户发现异常用电电路并及时整改，建立多回路液位能量测量系统提供能量分析依据。
本技术条件适用于巴彦郭勒煤矿选煤厂工程。 具有安全可靠、易扩展、维修维护方便等特点。
数据采集
自动采集现场所有电表的模拟数据，自动采集现场开关状态、故障状态等开关数据。
支持实时采集、自动循环采集（定时采集）、可配置周期（1分钟至24小时）。
支持数据传输正确性检查，异常数据自动处理。
支持多线程处理机制，提高数据采集效率智能电力仪表，可同时采集多个设备的数据。
实时数据显示采用配电箱主接线图可视化显示方式，各电路开关的断线及故障状态直观可见。
数据分析与处理
数据的综合统计和分析需要实现以下功能：
对各设备按小时、天、月、年等用电数据进行统计和计算。
计算各设备的电力负荷（有功功率和无功功率）的最大、最小和平均值。
统计各变电站的总用电量（有功功率、无功功率）。
数据查询与展示
要求能够方便地实现客户查询和各级管理人员的查询。 查询界面可以适应各级管理人员的要求。 可支持灵活的条件组合查询和对比分析。 各种统计分析的数据可以灵活运用于报表等各种图表中。 直观地显示功能。
根据不同用户的不同权限，数据展示功能分为三层：操作层、管理层、决策层。
运营层具有能耗分析、累计消耗、实时监控、运行记录及比例、对比、对标分析等功能。
管理具有能耗数据统计分析、分类分项对比、对标分析等功能。
决策层具有能耗数据分析、数据删除、数据库导入/导出等功能。
权限管理
需要为不同用户分配不同角色的权限，可以对功能子菜单、特定文件记录、数据记录等进行授权。
系统需要合理、完善的用户安全控制机制，能够有效保护应用环境中的信息资源，防止信息丢失、被盗用和破坏。
节能改造及效果评估
要求为生产节能改造提供数据支撑，并提供节能改造前后的效果评价。
参数设置
各回路变压器的变比及各种电流、电压保护整定值均可通过采集柜进行设定。
故障判断及报警 具有自动故障判断及弹框形式报警功能。 报警类型包括开关故障、电压电流超限、现场采集模块通讯故障、与监控系统通讯故障等。报警时间自动记录在系统数据库中，方便用户查询。 工作人员可以随时掌握变配电所的实时运行状况，查找变配电所的运行故障并做出相应的处理，提高变配电所的管理效率，提高变配电所的安全性。电力系统。 可靠性。
2 系统解决方案
Acrel-2000Z系统是根据巴彦郭勒煤矿选煤厂项目现场的实际情况而设计的。 整体网络结构采用屏蔽双绞线直接连接数据采集器，然后通过网线将数据上传到配电房的监控主机，保证了电力监控系统的稳定性和实时性。传播。
1）站控管理
站控管理层是电力监控系统管理者进行人机交互的直接窗口。 在值班室设置本地电力监控系统，监控所有配电柜的运行状态。
2）网络通信层
通信层主要由采集器、以太网设备和总线网络组成。 通讯管理机主要功能是对现场智能仪表进行监控； 以太网设备和总线网络的主要功能是实现仪表与主站之间的数据交互，使配电系统的管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配电系统的安全性、可靠性配电系统稳定，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。 智能电表通过屏蔽双绞线的RS485接口与通讯服务器连接，采用通讯协议总线型与通讯服务器连接。 通讯服务器到达配电室监控主机联网，实现远程控制。
系统结构图
3 系统功能
配电柜实时监控系统图是监控主屏，主要实时监控配电柜所有电路的运行状态。 红色代表关闭，绿色代表打开。 在系统图中，可以直观地看到各进出线的运行参数和状态，并且可以看到变压器出线侧的所有常规功率参数，如：三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功功率等。如下图所示：
主系统图
遥信遥测报警功能主要完成对高低压出线回路及负载进线的开关运行状态的监测，并弹出报警界面，指示具体报警位置智能电力仪表，并对开关位移、报警等情况进行声音报警。负载超限，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定。
曲线记录功能主要完成查询时间段内的信息事件记录和发生时间，为值班人员提供证据并分析事故原因
参数读取功能主要是查询低压各出线回路的电气参数。 支持电参数随时查询，具有数据导出、报告打印等功能。 本报表查询进出线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。 报告中每条电路的名称都与数据库关联，方便用户修改电路的名称。 如下所示：
电参数表读数
用电报表功能，可以选择时间段进行查询，支持任意时间段用电量的累计查询，并具有数据导出、报表打印等功能。 为值班人员提供准确可靠的电能报告。 报告中每条电路的名称都与数据库关联，方便用户修改电路的名称。 如下图所示，用户可以直接打印报表并以EXCEL格式保存到其他位置。 如下所示：
能源报告
系统通信结构示意图主要展示了系统的网络结构。 系统采用分层、分布式结构，同时监控间隔层设备的通信状态。 红色表示通讯正常，绿色表示通讯失败。 下图是配电柜通讯状态示意图。
4。结论
在配电设施应用的今天，工程的配电安全非常重要。 本文介绍的Acrel-2000Z电力监控系统在巴彦郭勒煤矿选煤厂项目电力监控系统配电柜中的应用，可实现对矿区配电回路用电量的实时监控。配电室不仅可以显示电路的用电状态，还具有网络通讯功能，可与通讯管理机、计算机组成电力监控系统。 系统实现对采集数据的分析处理，实时显示配电室各配电回路的运行状态，负载超限时弹出报警对话框，产生各种电能报告、分析曲线、图形等，方便电能的远程控制。 抄表、分析和研究，系统安全可靠、运行稳定，为配电柜项目解决用电问题提供了真实可靠的依据，取得了良好的企业效益。
安科瑞华南
摘要：从数据中心端供配电系统的安全性和可行性角度出发，分析了目前电力数据中心机柜端供配电系统的设计方案，以及各个设计方案的优缺点。 重点对智能母线槽配电方案进行分析研究，对其可靠性、灵活性、经济性等方面进行深入探讨，为关键电力负荷提供可靠的电力保障。
关键词：数据中心； 头柜配电； 智能母线槽； 模块化头柜； 可靠性
0 前言
电力数据中心是电力企业通信、调度、信息、营销、运营、综合管理、分析和决策服务的公共信息平台，是各业务应用系统的数据交换和共享平台，是跨业务、跨业务的数据中心。电力企业跨流程应用平台。 重要支撑平台。 电力数据中心不仅包括信息系统应用服务，还包括综合数据通信链路和综合环境控制基础设施。 配电系统是支撑电力数据中心正常运行的关键设施之一。
供电可靠性低是导致数据中心服务中断的主要原因。 如何优化和提高配电系统的可用性和安全性，增加设备更换和扩容的灵活性，提高操作和维护的便利性，保证供电系统不间断运行是配电系统面临的重大问题之一。电力数据中心经理。 本文将从电力数据中心终端供电可靠性出发，以南方电网某信息服务数据中心（以下简称“数据中心”）实施案例为研究对象，进行电力数据中心终端供电可靠性研究。数据中心几种主要机柜供电方案的对比研究。 分析其优缺点以及应用场景，提出参考方案，为电力数据中心关键负载提供可靠的电力保障。
1 数据中心末端配电范围定义
数据中心按照现行国家标准《数据中心设计规范》（GB 501 74.2017）和《电力调度通信中心工程设计规范》（GB/T 50980-2014）的要求建设，采用A、B双通道系统。 供电。
数据中心末端配电范围是指UPS输出配电柜到机柜PDU插座的输出。 供电对象为机柜承载的IT设备和服务器。 相关配电系统拓扑如图1所示。
图1 数据中心配电系统拓扑图
2、端到端机柜配电方案
2.1 传统机头柜的供电方式
传统数据中心机柜侧的配电采用配电头柜和电缆的配电方式。 同时每个机柜配备两个PDU插座，通过电缆从头柜取电。头柜与机柜之间的供电方式一般有两种
2.1.1 模式1
每个头柜均设有A、B主输入开关及相应的馈线开关，每个柜均从一台头柜取电。 如图2所示。
图2 单排头柜供电方式
2.1.2 模式2
每个头柜均设有A或B两路主输入开关及相应的馈线开关，每个柜从2个头柜取电。 如图3所示。
图3 双排头柜供电方式
2.1.3 模式1与模式2对比
1）可靠性和可用性比较：供配电系统的结构和配置直接决定数据中心的可用性和可靠性。 如果一个系统是由各个子系统组成的，任何一个子系统的故障都会直接影响系统的正常运行。 模式1采用一台头柜为终端设备提供A、B电源，模式2采用两台线头柜为终端设备提供A或B电源。 根据国标A级机房供配电系统结构，模式1和模式2均满足正常运行情况下的容错要求，即当A、B线路中任意一条线路出现故障时，模式1和模式2均满足容错要求。终端设备不受影响。 从运维管理的角度来看，当模式一的其中一个通道出现故障时，A、B通道供电在同一个机柜，因此需要停电维护，增加了运维的难度和可操作性。 当头柜中的配置较低时，存在任何一条路径发生故障而导致另一条路径发生故障的风险。 因此，从可靠性和可用性来看，模式2相对较高。
2）成本比较：在模式1和模式2顶柜配置相同的情况下，顶柜进线电缆长度相同，顶柜与机柜之间的电缆（取WDZB） .YJV3×6毫米：以配置为例），每个箱体的第二种模式比第一种模式长3米，差别不大。
因此，对于顶柜的两种供电方式进行比较，每个机柜从两个顶柜取电的可用性要高于从同一顶柜取电的可用性，并且成本差异并不大。
2.2 传统顶柜配置对比
顶柜作为数据中心机房终端配电管理的核心设备，需要满足配电、监控、测量、保护、报警等功能。 由于信息设备的进一步集中，数据中心对供电可靠性和可管理性的要求越来越高。 同时，随着电力电子技术的发展和计算机技术的融合，顶柜的高度智能化技术逐渐成熟。 ，从第一代简单的智能顶柜到第四代高度智能化的技术。
顶柜的发展大致可分为四代，如下：
第一代：普通开关水平安装，配有机械仪表和指示灯，仅具有配电功能，无任何检测和通讯功能。
第二代：大多采用开关立式安装，进线端增加数字表或触摸屏及通讯接口，只监控主电路，不监控支路。
第三代：在第二代的基础上增加支路监控，实现电源监控和能源管理。
第四代：在第三代的基础上，完善了智能化技术，集集中开关模块化、二次部件模块化、调相、监控于一体。
其中第一代、第二代为传统配电柜，第三代为数据中心常用的精密配电柜，第四代为模块化精密配电柜。 从机柜集成、监控、维护等方面进行比较。 ，如表1所示。
表1 各类配电柜对比分析
如表1所示，与传统配电柜相比，从安全管理和运行管理的角度来看，精密配电柜可以提供机房内全面的电源管理功能，配电系统完全纳入机房内。机房监控系统，电气系统除外。 主母线和分支电路的所有电气参数为机房提供更全面的管理和服务。 同时，用户可以及早发现安全隐患，采取相应的改进措施，改善机房的供电，有效规避风险。
3柜式配电终端智能母线槽解决方案
3.1 智能公交专用道预算估算
智能母线槽作为机柜侧配电的成熟技术之一，用于机柜侧配电电力监控，被国内外大型数据中心所应用。 目前，在国内大型数据中心已有不少应用案例，该数据中心也采用了智能母线槽供电方案，如图4所示。
图4 智能母线槽供电方案
3.2 智能母线槽要求
3.2.1总体规划
该数据中心实施的机柜母线槽供电方案满足机房要求，采用2N供电方式，如图5所示。
图5 智能母线槽供电方案
在主机房区域，UPS系统分别在UPS一室和UPS二室输出A、B干线母线槽（本例采用IP54.1250A密集母线）连接到各排机房的前通道。机房内的机柜、每排机柜末端母线槽的起始箱通过电缆与主干母线槽上的插接盒连接。
3.2.2 设计要点
3.2.2.1 主要部件
柜端智能母线槽包括“进线盒、直段、插头盒”，如图6所示。
图6 智能母线槽组成图
1）进线箱：作为整个母线的电源，通过电缆与UPS主母线插线箱的断路器连接以获得电源，进线箱内布置有测量单元和通信单元。盒可监测电流、电压、功率因数等数据。
2）直线段：用于通过插件接口和插件盒向机柜输送电流和供电。 按插接箱的安装方式有轨道式母线槽和固定式母线槽两种。 适应机柜的摆放要求。 固定母线槽直段采用标准化、密集型设计，插拔接口密集，间距一般为0.6米、1.2米电力监控，基本可以满足高密度、多变柜体摆放的需要。 轨道式滑动母线槽更适合当前数据中心设备柜布局及变化调整的需要。
3）插接箱：插接箱用于从母线直段取电，支持热插拔和调相，配有测量单元、通信单元、防雷单元和工业连接器单元等，可监测柜内终端电流、电压、功率因数等数据。
3.2.2.2 安装方法
母线槽安装方便快捷，可安装于机柜上方或地板下方。 一般机柜上方安装需要预留1米左右的垂直空间，并需要考虑强弱电桥、风道、照明等因素； 地板下安装应预留0.6米左右的垂直空间，并考虑地板下的送风和气流组织因素。 如图7所示。本例数据中心机房梁底为4米。 考虑到柜体上方综合管道、向下送风等因素，柜端母线槽安装在柜体上，A、B垂直上下安装。
图7 智能母线槽安装示意图
3.2.3 监控管理
柜侧智能母线槽通过在进线箱、插接箱内配置电能表、开关状态监测单元、通讯接口单元等部件，对电流、电压、功率、电量进行实时监控，并显示运行情况。每个机柜PDU的实时状态。 精密的机柜监控和能效管理。 可以实现故障报警和电能质量实时监测，包括负荷率、谐波含量等。所有监测参数将采集到母线系统总监测单元模块中，并可与母线综合监测系统连接。通过开放的通讯协议接口，可以实时查看数据中心机房的运行状态，如果任意一个监控点出现故障，可以在系统显示界面上找到其对应的编号，以便维护人员可以快速响应，大大减少维护工作量。 如图8所示。
图8 智能母线槽监控示意图
4 智能母线槽配电方案优势
4.1 可靠性比较
1）与传统的“头柜+电缆”相比，智能插接式母排不仅避免了因电缆带来的电缆接头易氧化、松动、接触不良等施工工艺问题，还改造了传统的“头柜+电缆”。现场机电工程安装转为工厂预安装。
制成品的拼接提高了整个系统成品的质量和可靠性。
2）与传统顶线柜的集中配电管理相比，当任一柜端电源出现故障时，智能插拔式母排解决方案可以减少电源故障的影响范围。
4.2 灵活性比较
1）智能插拔总线无需铺设桥梁和电缆，供电结构清晰明了，提高机房洁净度。
2）智能插入式母排可根据柜体数量、位置、功率密度的变化，灵活调整母排的长度、方向、柜侧开关容量或相位。
3）智能插入式母线在进行巡检或故障维护时，可以减少系统维护的影响范围和维护工作量。
4）系统支持组件级在线热插拔扩展，可根据业务发展需要实现阶段性投资扩展。
4.3 成本比较
1）智能插拔母排，降低空间占用率。 使用智能母线槽可以节省配电柜，不占用任何占地面积。 节省的占地面积可用于放置IT机柜，减少机柜的体积比例。 提高机房内部地面空间的利用率。 信息中心机房采用智能插拔母线槽可减少容积率约6%，按机房面积单位成本计算可创造约800万元的空间价值。
2）采用智能插入式母排可以降低运维成本，避免传统方式带来的后期运维工作量大、运维周期不可控、人为干预导致安全性降低等问题。
3）可根据客户需求随时调整配置，减少技改投资。
5 安科瑞顶柜及监控产品介绍
随着数据中心的快速发展，数据中心的能耗问题日益突出。 高效可靠的数据中心配电系统解决方案是提高数据中心用电效率、降低设备能耗的有效途径。
AMC系列数据中心精密配电系统专为数据中心末端而设计。 是一个能够全面采集所有能源数据，为交直流配电柜提供准确的电参数信息，并通过通讯将数据上传至动环的智能系统。 监控系统实现了整个数据中心的实时监控和有效管理，为实现全方位绿色IDC提供了可靠保障。
5.1 精准配电管理方案
5.1.1 交流系统
1）功能要求：
遥测：输入支路三相电压、三相电流、有功功率、有功电能； 输出支路的单相电压、单相电流、有功功率、有功电能； 遥信：过压/欠压、缺相、过流、输入分流器和输出分流器的开关状态，具有电流、功率需求分析和统计，并实现电压、电流、功率等参数的极限报警功能。
2）配置方案——原理图
配置
多功能仪器PZ72L-E4
电流互感器AKH-0.66-30I-XXA/5A
5.1.2 直流系统
1）功能要求
遥测：输入分流电压、电流、功率、电量；
遥信：输入分流器过压/欠压、输入分流器熔断状态、电流、功率需求分析统计，实现电压、电流、功率等参数超限功能。
2）配置方案——原理图
配置
多功能仪器PZ72L-DE
霍尔传感器 AHKC-F-XXA/5V
开关电源SBD-30（48V）
5.2 产品规格
注： ■ 为标准功能。
5.3 配套配件
6 安科瑞母线槽监控产品介绍
6.1 概述
数据中心小母线系统是数据中心末端母线供配电系统的俗称。 近年来，随着数据中心建设的快速发展和更高的要求，智能小母线系统逐渐应用于机房终端配电。 具有电流小、插拔方便、智能化程度高等特点。 机柜将电源分配给每个机柜中的 PDU。 头端盒和插件盒内可安装监控模块，数据可上传至动环境监控中心。
6.2 AMB智能小母线管理系统
1）交流系统功能：
遥测：三相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能、无功电能、电缆温度、系统频率、零序电流、中性点对地电压、漏电流、柜体温度、柜体湿度、开关状态、电压/电流谐波含量、电流/功率；
遥信：过流两级阈值限制、过/欠电压、过功率报警、缺相、过频率、欠频率限制、中性点对地电压、中性点电流、温度/湿度报警、开关状态、开关行程；
2）直流系统功能：
遥测：电压、电流、功率、电能、电缆温度、漏电流、箱体温度、箱体湿度、开关状态、电流/功率；
遥信：过流2级阈值限制、过/欠压、过功率报警、缺相、温湿度报警、开关状态、开关跳闸；
6.3 产品介绍
注： ■ 为标准功能。
7 结论
可靠性、可维护性、经济性、可扩展性、节能环保是电力数据建设和运维的关键要素，而供配电系统是数据中心基础设施中的关键环节。 随着电网IT信息系统的快速发展，数据中心终端配电应有更高可用性、更高安全性和灵活性的配电结构支撑。 本文对不同的柜侧配电方式进行了对比分析，并结合实际案例应用分析了智能母线槽的设计要求、安装方式以及比较优势。 智能母线槽是电力数据中心末端配电的首选解决方案之一。
参考：
【1】王德文. 刘阳. 关键词： 电力云数据中心, 任务调度策略电力系统自动化，2014（8）：61-66。
【2】吴劲松，李光泰，李树涛，王玉婷，张学昌。 电力数据中心机柜配电设计探讨
[3]安科瑞数据中心IDC配电监控解决方案。 2020.03版