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蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

瀏覽次數(shù):1044更新日期:2015-01-23

徐霜

 安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801;

摘要:介紹蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng),采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和開(kāi)關(guān)信號(hào)。系統(tǒng)采用無(wú)線組網(wǎng)的方式,組網(wǎng)后通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái),通過(guò)Acrel-3000型電能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。


關(guān)鍵詞:工地項(xiàng)目;蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司; 工地配電箱;無(wú)線組網(wǎng);智能電力儀表;Acrel-3000型;電能管理系統(tǒng)

0  概述 

    本項(xiàng)目施工地為濱河路東、馬運(yùn)路綠化地南,總用地面積為23337.0平方米,總建筑面積為77215.24平方米,為蘇州新景天商務(wù)地產(chǎn)發(fā)展有限公司試點(diǎn)項(xiàng)目。

    本項(xiàng)目為蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng),本系統(tǒng)針對(duì)工地施工以及生活用電區(qū)域。根據(jù)配電系統(tǒng)管理的要求,需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生活以及施工用電進(jìn)行分類(lèi)分時(shí)管理。

    Acrel-3000型低壓智能配電系統(tǒng),充分利用了現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線通訊和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展,對(duì)變配電系統(tǒng)進(jìn)行分散數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)控管理。對(duì)配電系統(tǒng)的二次設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),通過(guò)計(jì)算機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò),將分散的配電所的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為一個(gè)有機(jī)的整體,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理。

1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

    本監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)蘇州建鑫建設(shè)集團(tuán)一個(gè)工地的用電監(jiān)控與電能管理。本系統(tǒng)終端設(shè)備主要由16臺(tái)安科瑞公司的DTSF1352-C,分為四個(gè)配電箱,每個(gè)配電箱設(shè)置4臺(tái)DTSF1352-C系列儀表,4個(gè)配電箱分布于各個(gè)區(qū)域。各配電箱設(shè)置一個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)采集發(fā)射中轉(zhuǎn)設(shè)備,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)障礙物的分布,設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形組網(wǎng)方式,zui后通過(guò)無(wú)線接收裝置連接到監(jiān)控主機(jī),實(shí)現(xiàn)配電柜上儀表與監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)連通。

    本監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),即站控層,通訊層與間隔層;如圖(1)所示:

圖(1)低壓網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

    間隔設(shè)備層主要為:安科瑞多功能導(dǎo)軌式電力儀表等。這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi),這些裝置均采用RS485通訊接口,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)MODBUS總線接入無(wú)線發(fā)射器,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

    網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為:通訊服務(wù)器,其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中采集,同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層,完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。本項(xiàng)目通過(guò)無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)信號(hào),以相鄰輔助采集的方式,形成一個(gè)無(wú)線環(huán)網(wǎng),保證了通訊的可靠性,zui后通過(guò)無(wú)線接收器形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)通訊層。

    站控管理層:設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上,集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況,以人機(jī)交互的形式顯示給用戶(hù)。

    以上網(wǎng)絡(luò)儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協(xié)議,RS485采用屏蔽線傳輸,一般都采用二根連線,接線簡(jiǎn)單方便;通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發(fā)送數(shù)據(jù)但是在同一時(shí)刻只能發(fā)送或接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)zui高傳輸速率為10Mbps。RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合,抗噪聲干擾能力增強(qiáng),總線上允許連接多達(dá)32個(gè)設(shè)備,zui大傳輸距離為1.2km。

    本項(xiàng)目配電箱內(nèi)部均通過(guò)RS485通訊方式接入無(wú)線采集發(fā)射設(shè)備,后通過(guò)無(wú)線組網(wǎng),傳輸區(qū)域間數(shù)據(jù)。

2  電力監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

2.1  數(shù)據(jù)采集與處理

    數(shù)據(jù)采集是配電監(jiān)控的基礎(chǔ),數(shù)據(jù)采集主要由底層多功能網(wǎng)絡(luò)儀表采集完成,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的本地實(shí)時(shí)顯示。需要完成采集的信號(hào)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Epi、遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

    數(shù)據(jù)處理主要是把按要求采集到的電參量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的顯示給用戶(hù),達(dá)到配電監(jiān)控的自動(dòng)化化和智能化要求,同時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)供用戶(hù)查詢(xún)。

2.2  人機(jī)交互

    系統(tǒng)提供簡(jiǎn)單、易用、良好的用戶(hù)使用界面。采用全中文界面,CAD圖形顯示低壓配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖,顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù),畫(huà)面定時(shí)輪巡切換;畫(huà)面實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新;模擬量顯示;開(kāi)關(guān)量顯示;連續(xù)記錄顯示等。

2.3  歷時(shí)史事件

    歷史事件查看界面主要為用戶(hù)查看曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的故障記錄、信號(hào)記錄、操作記錄、越限記錄提供方便友好的人機(jī)交互,通過(guò)歷史事件查看平臺(tái),您可以根據(jù)自己的要求和查詢(xún)條件方便定位您所要查看的歷史事件,為您把握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了良好的軟件支持。

2.4  數(shù)據(jù)庫(kù)建立與查詢(xún)

    主要完成遙測(cè)量和遙信量定時(shí)采集,并且建立數(shù)據(jù)庫(kù),定期生成報(bào)表,以供用戶(hù)查詢(xún)打印。

2.5  用戶(hù)權(quán)限管理

    針對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù),設(shè)置不同的權(quán)限組,防止因人為誤操作給生產(chǎn),生活帶來(lái)的損失,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全,可靠運(yùn)行??梢酝ㄟ^(guò)用戶(hù)管理進(jìn)行用戶(hù)登錄、用戶(hù)注銷(xiāo)、修改密碼、添加刪除等操作,方便用戶(hù)對(duì)賬號(hào)和權(quán)限的修改。

2.6  電流越限設(shè)置

    針對(duì)用戶(hù)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)各回路電流限值不固定,對(duì)于各個(gè)時(shí)期要求的限值也不一定,現(xiàn)場(chǎng)采用靈活的用戶(hù)手動(dòng)填寫(xiě),自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中更改相應(yīng)的基值,實(shí)時(shí)的根據(jù)客戶(hù)需要提醒客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)用電回路的異常。

2.7  遠(yuǎn)程報(bào)表查詢(xún)

    報(bào)表管理程序的主要功能是根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)報(bào)表樣式,把系統(tǒng)中處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)篩選、組合和統(tǒng)計(jì)生成用戶(hù)需要的報(bào)表數(shù)據(jù)。本程序還可以根據(jù)用戶(hù)的需要對(duì)報(bào)表文件采用定時(shí)保存、打印或者召喚保存、打印模式。同時(shí)本程序還向用戶(hù)提供了對(duì)生成的報(bào)表文件管理功能。

    報(bào)表具有自由設(shè)置查詢(xún)時(shí)間實(shí)現(xiàn)日、月、年的電能統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。

3  案例分析

    現(xiàn)代蘇州建鑫集團(tuán)有限公司電能管理系統(tǒng),項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)為一個(gè)工地,本項(xiàng)目針對(duì)這個(gè)工地施工以及工人生活的進(jìn)行用電監(jiān)控與電能管理;監(jiān)控范圍為工地現(xiàn)場(chǎng)施工用電配電箱以及工人生活用電配電箱。

    所有出線回路均采用采用安科瑞DTSF1352-C系列導(dǎo)軌式電力儀表,該儀表主要測(cè)量所有常規(guī)電力參數(shù),如:三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、有功電度、無(wú)功電度。

    低壓配電二次圖見(jiàn)圖(2),功能有電量遙測(cè)主要監(jiān)測(cè)運(yùn)行設(shè)備的電參量,其中包括:線三相電壓,電流,功率,功率因數(shù),電能,頻率等電參量及配出回路的三相電流;遙信功能實(shí)現(xiàn)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),主要包括:開(kāi)關(guān)的分、合閘運(yùn)行狀態(tài)和通訊故障報(bào)警;斷路器變位時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒用戶(hù)及時(shí)處理故障。

圖(2)低壓配電二次圖

    遙信和遙測(cè)報(bào)警功能,主要完成對(duì)低壓各出線回路的開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載進(jìn)線監(jiān)控,對(duì)開(kāi)關(guān)變位和負(fù)載越限彈出報(bào)警界面指示具體的報(bào)警位置并聲音報(bào)警,提醒值班人員及時(shí)處理。負(fù)載越限值在相應(yīng)權(quán)限下可自由設(shè)置。具備歷史查詢(xún)功能。見(jiàn)圖(3)和圖(4)。

圖(3) 實(shí)時(shí)遙信報(bào)警信息

圖(4)歷史遙測(cè)報(bào)警信息查詢(xún)

    參數(shù)抄表功能,主要對(duì)低壓各出線回路的電參數(shù)進(jìn)線查詢(xún)。支持任意時(shí)刻電參數(shù)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。該報(bào)表查詢(xún)供出線回路各低壓回路的電參數(shù),主要包括:三相電流、有功功率和有功電度。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。見(jiàn)圖(5)。

 圖(5) 參數(shù)抄表

    用電量報(bào)表功能,可選擇時(shí)間段進(jìn)行查詢(xún),支持任意時(shí)間段電度累計(jì)查詢(xún),具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表打印等功能。為值班人員提供了可靠的電能報(bào)表。該報(bào)表各回路名稱(chēng)和數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián),方便用戶(hù)修改回路名稱(chēng)。如下圖所示,顯示現(xiàn)場(chǎng)各回路某段時(shí)間內(nèi)的各配電回路的用電量,用戶(hù)可以直接打印報(bào)表,可以以EXCEL格式另存到其他位置。 見(jiàn)圖(6)。

圖(6) 電能報(bào)表

    系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖,主要顯示系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),同時(shí)監(jiān)測(cè)間隔層設(shè)備的通信狀態(tài)。紅色表示通訊正常,綠色表示通訊故障。見(jiàn)圖(7)。

圖(7)系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)示意圖

    負(fù)荷趨勢(shì)曲線界面中可直觀的查看回路的負(fù)荷運(yùn)行情況。查看實(shí)時(shí)和歷史趨勢(shì)曲線,點(diǎn)擊畫(huà)面相應(yīng)按鈕或菜單項(xiàng)可以完成相應(yīng)功能的切換;幫助用戶(hù)進(jìn)線趨勢(shì)分析和故障追憶,具備曲線打印功能。為分析整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況提供了直觀而方便的軟件支持。見(jiàn)圖(8)。

圖(8)趨勢(shì)曲線圖

    電流報(bào)警限值設(shè)定界面中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,靈活調(diào)整負(fù)荷上限設(shè)置,并手動(dòng)輸入,自動(dòng)保存至數(shù)據(jù)庫(kù),供后臺(tái)報(bào)警作為參照。見(jiàn)圖(9)。

圖(9)電流越限設(shè)置

4  結(jié)束語(yǔ)

    隨著社會(huì)的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用,電能管理系統(tǒng)已成為全國(guó)各地工程項(xiàng)目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶(hù)的必然選擇,本文介紹的Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在蘇州建鑫集團(tuán)工地項(xiàng)目的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工地現(xiàn)場(chǎng)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控與電能管理,不僅能顯示回路用電狀況,還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以與計(jì)算機(jī)組成電能管理系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理,實(shí)時(shí)顯示變電所內(nèi)各配電回路的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)分合閘、負(fù)載越限具有彈出報(bào)警對(duì)話框及語(yǔ)音提示,并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、圖形等,便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究。該系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠、穩(wěn)定,為變電所用戶(hù)解決用電問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù),取得了較好的社會(huì)效益。[2]


參考文獻(xiàn):

[1].任致程 周中. 電力電測(cè)數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南[M]. 北京. 中國(guó)電力出版社. 2007. 4

[2].周中等編著. 智能電網(wǎng)用戶(hù)端電力監(jiān)控與電能管理系統(tǒng)產(chǎn)品選型及解決方案[M]. 北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011.10


作者簡(jiǎn)介:徐霜,女,本科。任職單位:現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司

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