廣州亞運會開閉幕式電力監控系統

韓來發

上海安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定

    摘 要： 輸配和保護控制是電力應用的前提條件，也是電氣建設的基本目的，對與要求用電要求用電穩定保障、力保萬無一失的亞運開閉幕式場館來說，更是如此。因此，亞組委在選擇電氣設備及供應商時，慎之又慎，上海安科瑞電氣股份有限公司的電力監控系統Acrel3000真是在這基礎上突引而出，成為亞運保供電系統的一員。

    1　 概述

    海心沙島位于廣州市珠江內江心沙洲，在珠江北主航道上，2010年第16屆廣州亞運會開幕式以及半個月后的閉幕式在此隆重舉行。

    整個島內的供電由現場發電以及廣州市供電局供電兩部分組成，整個配電設施全部位于舞臺下方的地下空間，包括四個配電區域，分別是：（1#）綜合變配電房、舞臺（2#）綜合變配電房、地下空間（3#）綜合變配電房、舞臺（4#）綜合變配電房，每個配電房包括10KV高壓配電柜、直流屏、0.4KV低壓配電柜、發電機、變壓器等。在亞運會開閉幕式當晚，所有涉及表演、噴泉、音響等重要回路全部由現場發電機供電，其余看臺、照明等由廣州市供電局供電。

    作為洲際大賽的開閉幕式會場，其對供配電系統的穩定性，安全性要求極高。因此，在每個綜合變配區域設置一個電力監控系統工作站，實現對本變配電房各運行設備的運行狀態的檢測、預警，故障分析、統計輸出與自動控制；在看臺設備監控中心設一個中央控制室，系統服務器和主管理工作站設于該中央控制室，所有變配電房電力參數通過光纖傳輸至中央控制室。同時在廣州市供電局10樓設置電力監控系統工作站，數據通過網絡公司局域網，通過廣東省104規約傳輸至供電局調度中心。從多方位，全角度，深層次來確保亞運供電萬無一失。

    集合以上要求，Acrel-3000電力監控系統充分利用了現代電子技術、計算機技術、計算機網絡技術、現場總線技術的最新發展，對整個島內的供配電系統進行分散數據采集和集中監控管理。

    2　 系統的網絡構成

    本系統采用分層分布式計算機網絡結構即間隔層、通訊層和站控層如下圖所示：

圖1

    作為整個配電系統的基礎，現場間隔隔層主要的設備包括：多功能網絡電力儀表、漏電流監測裝置、微機綜合保護裝置、直流屏系統、變壓器溫度控制儀等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在高低壓電氣柜、溫控箱以及直流屏柜內，多功能網絡儀表、漏電流監測裝置、微機綜合保護裝置以及變壓器溫控儀采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，直流屏系統采用232接口，通過CDT通訊協議實現數據現場采集。

    通訊網絡層主要為：通訊服務器、光端交換機、交換機。其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網絡儀表均采用RS485、RS232接口通過MODBUS-RTU以及CDT通訊協議，RS485采用屏蔽線傳輸，一般都采用二根連線，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻只能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗噪聲干擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備，最大傳輸距離為1.2km。

    數據在站控層以串口協議數據轉發的形式，通過局域網，傳輸給總服務器，在總服務器，以104規約，通過高速以太網，傳輸給廣州市供電局調中心。

    3　 系統的主要功能

    3.1 數據采集與處理

    數據采集是配電監控的基礎，數據采集主要由底層的測控裝置采集完成，實現遠程數據的本地實時顯示。需要完成采集的信號包括：三相電壓U、三相電流I、頻率Hz、功率P、功率因數COSφ、電度Ep、遠程設備運行狀態、溫度等數據。

    數據處理主要是把按要求采集到的電參量實時準確的顯示給用戶，達到配電監控的自動化化和智能化要求，同時把采集到的數據存入數據庫供用戶查詢、分析。避免了運行保障團隊直接去配電室查看配電系統運行狀態，確保在最短時間發現并排除故障。

    3.2 人機交互

    系統通過全中文界面，CAD圖形顯示高低壓配電系統一次主接線圖，顯示當前各回路設備運行信息，并實時刷新，并通過著色，顯示當前回路運行狀態，如下圖所示：

圖2