关键词： 电力监控；智能电力仪表；Acrel-2000系统；改造
0 引言
九十年代中后期随着计算机、网络、通信技术的发展，以及微机型继电保护装置的大量采用和变电站监控系统在功能和可靠性方面的逐渐完善和提高，变电站监控系统在新建和扩建的变电站建设中得到较为广泛采用。该系统通常采用分层分布式结构，按间隔设计，扩充性好，安装比较方便，各种控制电缆直接到继电保护小室，小室内I/O单元通过现场总线连接，并与站控层通过光纤连接，抗干扰能力强，大大地减少了控制电缆的使用和敷设数量。
本课题提出了利用上海安科瑞电气股份有限公司网络电能管理仪表和Acrel-2000组态软件研制了一套适用于办公楼的高、低压配电的集中监控系统。该课题的研究和实施，可实现办公楼高低压变电所的用电数据集中管理。对于提高供电系统的可靠性和经济运行指标，促进供电系统管理的科学化、现代化，有着非常重要的现实意义。
1 项目概况
成都高新孵化园位于高新区天府大道北段1480号，地处天府新城核心地段，距成都双流机场仅10分钟，距天府广场仅15分钟，道路畅通，交通发达。根据高新区城市规划，未来成都超甲级商务写字楼将在此鳞次栉比，共享尖端写字楼优势配套资源，商务形象比肩全球商务氛围。另外这一片区也将成为成都乃至西部金融机构聚集核心区，集住宅区、城市公园、shoppingmall、专卖店、精品餐厅、星级酒店、企业家club、金融会所、金融博览等全面商业配套为一体、共同构建的多功能城市综合体。
本项目为改造项目，供配电分为高压和低压部分，高压10kV配电为主，而低压部分以10/0.4kV变电站及低压配电为主。针对高新孵化园高压配电房和低压配电房（其中2#楼低压配电房、4#楼低压配电房、12#楼低压配电房）、452个监测点、346个待改造回路进行设计改造。监控室设置在高压配电房值班室内。
系统采用分层分布式结构，在高压配电房设置一台4口的通讯管理机，采用RS485总线将网络仪表接入通讯管理机，直接与交换机相连，进行数据上传；在每个低压配电室设置一台16口通讯管理机，采用RS485总线将网络仪表接入通讯管理机，再通过光纤传输，将采集的所有现场设备的数据传至监控主机，实现远程电参量实时监测。
2 用户需求
根据与甲方沟通，共同确定现场系统需求如下：
1、实时数据采集功能及处理：系统能够对现场现有的遥测量、遥信量等进行实时和定时数据采集，定时数据可根据设定的时间间隔自动转存硬盘，生成历史数据库。
2、屏幕显示功能：系统动态刷新显示主接线图，对各开关运行状态，在线运行参数，网络通讯状态，曲线趋势等采用模拟图的方式实时显示。运行状态监视图分为主接线图（主画面、分画面）、负荷曲线图以及用户推出的其它需要显示的运行状态画面。
3、报表记录及打印功能：系统可以定时、随机、召唤打印各类故障及事故报警信息打印、事件顺序记录打印、报表及曲线等。
4、报警功能：当出现开关事故变位、遥测越限、保护动作、开关跳闸时，系统能发出声音报警，并在主界面上显示报警内容，报警声音根据报警信号的不同而不同。
5、历史数据管理功能：周期性存储运行数据，保存操作记录、设备运行状态、保护动作记录、事故记录等信息，形成完备历史数据库。
6、用户管理功能：系统提供完善的用户权限及口令控制，对不同等级的用户设置不同的查看环境，方便用户管理。
3 设计方案
上海安科瑞公司根据成都高新孵化园改造项目的实际情况为其选用了Acrel-2000电力监控系统。
3.1 Acrel -2000符合的标准
本技术方案以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。
GB2887-2000 《计算站场地技术要求》
GB/T13729-2002 《远动终端通用技术条件》
DL478-2001 《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》
DL/T400-2010 《继电器和安全自动装置技术规程》
DL/T 814-2002 《配电自动化系统功能规范》
DL/T634-2002 《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》
DL/T721-2000 《配电网自动化系统远方终端》
DL/T770-2001 《微机变压器保护装置通用技术条件》
GB/T50063-2008 《电力装置的电测量仪表装置设计规范》
GB-14285-2006 《继电保护和安全自动装置技术规程》
GBJ232-2002 《建筑电气工程施工质量验收规范》
GB/T15145-2001 《微机线路保护装置通用技术条件》
GB50171-2006 《电气装置安装工作盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》
GB/50198-2011 《监控系统工程技术规范》
GB/T17626.5 《浪涌（冲击）抗扰度试验》
DL/T5003-2005 《电力系统调度自动化设计技术规程》
IEC-61131-3 《图形可编程标准》
3.2 Acrel-2000设计方案
图1 高新孵化园系统拓扑图
图1为安科瑞电气股份有限公司为高新孵化园系统设计的Acrel-2000变配电监控系统拓扑图，现场中IO设备的通讯线缆均采用RVSP 2*1.5屏蔽双绞线，2#楼、4#楼、12#楼低压配电房距离高压值班室距离比较远，均采用单模光纤上传数据，然后通过交换机将数据上传至Acrel-2000电力监控后台。
高新孵化园监控范围主要包括：高压配电房、2#楼低压配电房、4#楼低压配电房、12#楼低压配电房内的所有智能装置。
4 项目难点
a、项目施工难点：高新孵化园项目是在原有设备的基础上对办公区域进行改造，由于原有设备早已完工，现要把原有带通讯的设备也纳入我司系统中，在施工方面比较繁琐，因为原有的桥架、天花板都已封装完毕，需要在现场与协调人员进行沟通，在不损坏原有设施的情况下对现场通讯线缆进行铺设，施工周期比较长，难度也大。
b、软件采集难点：在该项目改造过程中，有5台原有综合保护也要纳入系统中，由于该装置属于许继厂家早期的产品，通讯协议是许继内部协议，不是标准的国家协议，必须重新编写驱动程序方能采集，安科瑞电气股份有限公司经过和许继协调，编写驱动程序，完成了综合保护采集工作。
5 系统功能
5.1 系统主界面
系统开机后会自动进入操作系统和配电监控系统。本系统采用全中文界面，操作简单方便；运行稳定可靠的特点。点击相应快捷按钮即可进入相应的系统功能模块；系统具有一次系统图显示，模拟图显示和网络结构图显示；系统具有人机界面友好，显示数据直观，方便用户查阅。
图2
图2为高新孵化园项目上高压配电房一次界面图形，值班人员可以查看现场电流、电压、遥信、报警等信息，通过登录高级用户可以查看回路定值设置信息，支持远程遥调功能。点击每个回路电流显示数据时，可以弹出该回路历史及实时曲线查询界面，方便用户对负荷趋势曲线的查询。
5.2 报表查询功能
系统采集的三相电流，按照回路名称的不同，自动生成自定义报表，并有报表打印功能，可对某一回路的某一时间段内的三相电流/单相电流进行查询与打印，同时这些报表也能以Excel的格式导出。如下图3查询的为2#楼电流查询报表。
图3
5.3 趋势曲线功能
曲线趋势：实现了用户所要求的通过对各配电回路的电流绘制趋势曲线，分析该回路配电运行状况。曲线可对测量数据量程进行设置，还可设置开始时间和时间间隔，方便用户进行任意时间的曲线查看。如下图4显示的为南楼一至五层照明趋势曲线图形。
图4
5.4 系统遥信状态报警
系统在配电系统过负荷运行时，会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路，同时自动记录事件发生的时间和回路名称，以便用户查询，追忆故障原因。
5.5 通讯状态
系统监控现场所有点的通讯状态，红色和绿色分别代表仪表通讯异常和正常，便于用户查看各监测点通讯状态。
5.6 用户权限管理
针对不同级别的用户，设置不同的权限，防止因人为误操作给生产，生活带来的损失，实现配电系统的安全，可靠运行。可以通过用户管理进行用户登录、用户注销、修改密码、添加删除等操作，方便用户对账号和权限的修改。
6 运行效果
6.1 项目施工前：
故障后查找问题点，分析问题耗费人力物力；项目施工后：实时监测用电参数，历史曲线分析，实时报警声光提示，报警历史查询，可具体到某线路，报警时间，故障类型。
6.2 项目施工前：
用电调度负载投入使用不明确，耗费资金大；项目施工后：可以随时查看各个馈线回路的负载情况，方便工程人员对现场负载合理管理。
6.3 项目施工前：
负载用电功率可视化程度差；项目施工后：负荷曲线可实时调取，查看任意时刻用电量，有利于分析、分类负载。
参考文献：
[1].任致程周中. 电力电测数字仪表原理与应用指南[M]. 北京. 中国电力出版社. 2007. 4
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