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基于電力監(jiān)控儀表的電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與選型方案

2010年12月06日 12:08:52人氣：1329來源：上海安科瑞電氣股份有限公司

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801

1 概述

目前，供配電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及可靠性對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，全國各地重點工程項目、標(biāo)志性建筑/大型公共設(shè)施等大面積多變電所用戶的急劇增加，對供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、實時性、易用性、兼容性及縮小故障影響范圍提出了更高的要求。

安科瑞的Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件借助了計算機(jī)、通信設(shè)備、計量保護(hù)裝置等，為系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集、開關(guān)狀態(tài)檢測及遠(yuǎn)程控制提供了基礎(chǔ)平臺。該電力監(jiān)控系統(tǒng)可以為企業(yè)提供“監(jiān)控一體化”的整體解決方案，主要包括實時歷史數(shù)據(jù)庫AcrSpace、工業(yè)自動化組態(tài)軟件AcrControl、電力自動化軟件AcrNetPower、“軟”控制策略軟件AcrStrategy、通信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器AcrFieldComm、OPC產(chǎn)品、Web門戶工具等，可以廣泛地應(yīng)用于企業(yè)信息化、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)宜選電力監(jiān)控儀表

電力監(jiān)控儀表是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設(shè)施、智能大型公共建筑的電力監(jiān)控需求而設(shè)計的。它能高精度的測量所有常用的電力參數(shù)，如三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數(shù)、四象限電能等，采用可視度高的LCD來顯示儀表測量參數(shù)和電網(wǎng)系統(tǒng)的運行信息。電力監(jiān)控儀表功能、型號繁多，價格也各不相同，因此，應(yīng)合理選配，達(dá)到較佳的性價比。

3 電力監(jiān)控表計的選型方案

1．中壓

應(yīng)用場合	型號	主要功能
進(jìn)線保護(hù)	M5-F	LCD顯示、線路保護(hù)測控裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
電動機(jī)保護(hù)	M5-M	LCD顯示、電動機(jī)保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
備自投保護(hù)	M5-B	LCD顯示，備自投保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
電容器保護(hù)	M5-C	LCD顯示，補(bǔ)償電容器的全面綜合保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
變壓器保護(hù)	M5-T	LCD顯示、配變電保護(hù)測控裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
綜合自動化保護(hù)	M5-X	LCD顯示、變電站公用裝置、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
PT柜	M4-U	LCD顯示、兩段PT供電切換，PT柜的全面綜合保護(hù)、測控一體化裝置、故障錄波、SOE事件記錄、通訊
固定柜、手車柜、3~35kV中置柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜	ASD200	一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語音功能
固定柜、手車柜、3~35kV中置柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜	ASD300	一次電路模擬圖、帶電顯示、溫濕度顯示及加熱除濕控制、分合閘、儲能、遠(yuǎn)方/就地、柜內(nèi)照明操作、人體感應(yīng)及語音功能、測所有電參量（含電能）

2．低壓

適用場合	型號	主要功能
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜	ACR330ELH	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計；THDu，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰系數(shù)、波形因子、電流K系數(shù)、電壓與電流不平衡度計算；電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量（含負(fù)序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓、欠壓、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議或DL/T645規(guī)約
低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜	ACR220EL	LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量、復(fù)費率電能統(tǒng)計、zui大需量統(tǒng)計；4DI+2DO；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
低壓無功補(bǔ)償柜	ARC-12/J	6-12路控制、過壓保護(hù)、諧波保護(hù)、投切延時設(shè)定、12DI；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
低壓出線柜（馬達(dá)回路）	ARD系列	測量三相電流、定值查詢、定值整定、過載、斷相（不平衡）、堵轉(zhuǎn)、欠載、外部故障、阻塞、欠壓等保護(hù)功能、8DI+4DO、電能管理、漏電保護(hù)、SOE記錄、多種起動模式、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
低壓出線柜（照明回路）	AMC16-1E9/K AMC16-3E3/K	9路單相（3路三相）I、U、P、Q、F測量；有功電能計量；18DI+1DO、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
低壓出線柜（照明回路）	PZ48L-AI3	LCD顯示，三相電流測量，倍率任意設(shè)置
動力柜	PZ96L-AI3/KC	LCD顯示、測量三相電流、4DI+2DO RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
低壓配電終端電流、電能采集，開關(guān)量采集及自動控制	ARTU-K32 遙信單元	32路開關(guān)量采集、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
	ARTU-J16 遙控單元	16路繼電器輸出、SOE事件記錄、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
	ARTU-P32 遙脈單元	32路脈沖量采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
	ARTU-M32 遙測單元	交、直流0-20mA、4-20mA，32路模擬量信號采集、RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
中高壓開關(guān)柜、端子箱、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站內(nèi)部空氣溫、濕度控制，防止電氣爬電、閃絡(luò)造成事故	WHD系列	溫、濕度控制、加熱器斷線故障報警 RS485通訊接口、Modbus協(xié)議
水電廠、火電廠、大型變電站、母線、變壓器繞組等溫度的測量，防止因溫升過高產(chǎn)生故障	ARTM系列	1~16路溫度巡檢，熱電阻信號輸入；RS485通訊接口、Modbus協(xié)議；2路繼電器輸出

4 電力監(jiān)控系統(tǒng)

4.1 結(jié)構(gòu)

安科瑞Acrel-2000電力監(jiān)控系統(tǒng)是基于10kV及以下變配電系統(tǒng)的監(jiān)測與管理，該系統(tǒng)由管理層（站控層）、通信層（中間層）、間隔層（現(xiàn)場監(jiān)控層）三部分組成，見圖1。

圖1 電力監(jiān)控拓?fù)鋱D

4.2 功能

4.2.1 友好的人機(jī)交互界面（HMI）

標(biāo)準(zhǔn)的變配電系統(tǒng)具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接線情況；龐大的系統(tǒng)具有多畫面切換及畫面導(dǎo)航的功能；分散的配電系統(tǒng)具有空間地理平面的系統(tǒng)主畫面。主畫面可直觀顯示各回路的運行狀態(tài)，并具有回路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示于人機(jī)交互界面并實時刷新。

4.2.2 用戶管理

本軟件可對不同級別的用戶賦予不同權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要回路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認(rèn)口令后方可完成該操作。

4.2.3 數(shù)據(jù)采集處理

Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)可實時和定時采集現(xiàn)場設(shè)備的各電參量及開關(guān)量狀態(tài)（包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設(shè)備運行狀態(tài)等），將采集到的數(shù)據(jù)或直接顯示、或通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負(fù)荷zui大值、功率因數(shù)上下限等），并對重要的信息量進(jìn)行數(shù)據(jù)庫存儲。

4.2.4 趨勢曲線分析

系統(tǒng)提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實時曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。

4.2.5 報表管理

系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的電能報表格式并可根據(jù)用戶需求設(shè)計符合其需要的報表格式，系統(tǒng)可自動統(tǒng)計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和打印系統(tǒng)記錄的所有數(shù)據(jù)值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據(jù)復(fù)費率的時段及費率的設(shè)定值生成電能的費率報表，查詢打印的起點、間隔等參數(shù)可自行設(shè)置；系統(tǒng)設(shè)計還可根據(jù)用戶需求量身定制滿足不同要求的報表輸出功能。

4.2.6 事件記錄和故障報警

系統(tǒng)對所有用戶操作、開關(guān)變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時間位置，當(dāng)前值班人員事件是否確認(rèn)等信息，對開關(guān)變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設(shè)備發(fā)送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

4.2.7 五遙功能

Acrel-2000型電力監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)常規(guī)的“遙信”、“遙控”、“遙測”、“遙調(diào)”功能，還可以實現(xiàn)“遙設(shè)”功能。

遙信：實時對開關(guān)運行狀態(tài)、保護(hù)工作等開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)視。計算機(jī)實時顯示和自動報警。

遙控：通過計算機(jī)屏幕選擇相應(yīng)的站號、開關(guān)號、合/分閘等信息，并在屏幕上將選擇的開關(guān)狀態(tài)反饋出來，確認(rèn)后執(zhí)行，實時記錄操作時間、類型、合開關(guān)號等。

遙測：通過計算機(jī)實時對系統(tǒng)電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、超限報警、頻率進(jìn)行不斷地采集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動生成報表。

遙調(diào)：用于有載變壓器的調(diào)壓升/降。

遙設(shè)：用于遠(yuǎn)方修改分散繼電保護(hù)裝置的定值、控制字；以及調(diào)整各種儀表的工作狀態(tài)。

4.2.8 性能指標(biāo)

序號	內(nèi) 容	指標(biāo)	序號	內(nèi) 容	指標(biāo)
1	事件記錄正確率	≥99.9%	8	事故時遙信變位傳送時間	≤1s
2	遙信正確率	*	9	事故推畫面時間	＜2s
3	遙控正確率	*	10	遙信變位	＜1s
4	遙調(diào)正確率	*	11	遙控過程完成	＜3s
5	遙測正確率	≥99.9%	12	模擬量測量綜合誤差	＜0.5%
6	重要遙測更新周期	＜2s	13	電網(wǎng)頻率測量誤差	＜0.01Hz
7	一般遙測更新周期	＜3s

4.3 軟件畫面

4.3.1 主接線圖畫面

4.3.2 電壓、電流波形計數(shù)值顯示界面，以及棒圖、餅圖的顯示。

4.3.3 對某個用電單位的不同用電設(shè)備進(jìn)行實時的報表查詢和顯示，并可以打印輸出。

4.3.4 運行事件記錄查詢及打印輸出

6 系統(tǒng)報價

單位：元（RMB）

名稱	型號		單位	面價	備注
監(jiān)控主機(jī)	IPC610H/PIV2.8G/1G/120G/166x DVD/KB+MS/D-Link530+外設(shè)		臺	8500	均可用戶自備，以當(dāng)時市場價格為準(zhǔn)，該報價僅供參考
顯示器	三星19寸液晶顯示器		臺	3000
	三星22寸液晶顯示器		臺	3800
打印機(jī)	HP LaserJet 1020 A4		臺	2500
	EPSON-LQ1600KIIIH A3		臺	4000
UPS電源	山特C1KS		臺	5000
	山特C2KS		臺	6500
通訊線纜	五類線		米	4.6
	屏蔽雙絞線RVVP 2×1.0		米	5.6
	光纖（多模）		米	6.6
通訊機(jī)柜	1200×600×600		面	3000
	2200×600×600		面	5000
光電轉(zhuǎn)換	HTB-1000		只	750	遠(yuǎn)距離傳輸
	終端盒		只	60
	尾纖		面	50
	耦合器		面	50
	熔接點		個	50
通訊轉(zhuǎn)換	擴(kuò)展卡ACRNET-PCI/4		塊	3000	擴(kuò)展卡
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT（2口）		只	3000	串口服務(wù)器
	串口服務(wù)器ACRNET-PORT（4口）		只	5500
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC02（2口）		只	4000	通訊前置機(jī)
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC04（4口）		只	6000
	通訊前置機(jī)ACRNET-UC08（8口）		只	11500
	通訊管理機(jī)ACRHMI		臺	30000	人機(jī)界面
組網(wǎng)設(shè)備	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-208		臺	3000	局域組網(wǎng)
	網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)EDS-408		臺	8500
監(jiān)控軟件	Acrel監(jiān)控組態(tài)軟件V6.0	系統(tǒng)組態(tài)軟件圖形組態(tài)軟件電能管理軟件數(shù)據(jù)庫軟件	套	3萬	設(shè)備數(shù)量1～10
				4萬	設(shè)備數(shù)量11～20
				6萬	設(shè)備數(shù)量21～40
				8萬	設(shè)備數(shù)量41～80
				10萬元以上	設(shè)備數(shù)量80以上
	雙機(jī)版		套		單機(jī)價格×1.5
	數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)	每+1用戶	套	3000
	Web發(fā)布	每+1用戶（總用戶數(shù)≤5）	套	5000
中壓儀表	M5-F		臺	1.8萬
	M5-M		臺	1.8萬
	M5-B		臺	1.8萬
	M5-C		臺	1.8萬
	M5-T		臺	1.8萬
	M5-X		臺	1.8萬
	M4-U		臺	1.5萬
	ASD200		臺	2900
	ASD300		臺	4500
低壓儀表	ACR330ELH		臺	4860
	ACR220EL		臺	3880
	ARC-12/J		臺	1420
	ARD系列		臺	根據(jù)不同的額定電流
	AMC16-1E9/K		臺	3550
	AMC16-3E3/K		臺	3550
	PZ48L-AI3		臺	1060
	PZ96L-AI3/KC		臺	1460
	ARTU-K32		臺	3200
	ARTU-J16		臺	3200
	ARTU-P32		臺	3200
	ARTU-M32		臺	3800
	WHD96-22		臺	660
	ARTM-8/JC		臺	1620

注：中、低壓電力監(jiān)控儀表可按上述報價的70%優(yōu)惠供應(yīng)。

7 結(jié)束語

在電力監(jiān)控系統(tǒng)中配置電力監(jiān)控儀表，具有實施簡明，投資少等顯著優(yōu)點，可以方便和實時地監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對現(xiàn)場的用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，免去工作人員到現(xiàn)場記錄的繁瑣工作，系統(tǒng)對各種用電設(shè)備的歷史運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行管理分析，便于維護(hù)人員明確設(shè)備狀況，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計劃，減少工作人員，提率。系統(tǒng)在勝利油田、沈陽故宮、天津土地交易所等項目中運行，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1、趙斌，研究方向為能源管理系統(tǒng)、變配電智能監(jiān)控技術(shù)

:acrellsh@

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)配電系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)采集組態(tài)軟件

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