電力監控軟件在上海核工院智能配電系統中的應用

    引言

    當前，國內很多建筑配電仍普遍采用干式變電器配以低壓電纜分接箱實現分散供電，給整個系統的運行管理帶來了很多的不便。計算機技術和網絡通信技術的日趨成熟，配電系統測量、控制等功能智能化、網絡化是發展的必然趨勢，配電系統運行中的各種問題可以通過微機全面解決。

    智能化配電系統由開關配以具有通信功能的智能化元件，經數字通信與計算機系統網絡連接，實現對分散分布的低壓電纜分接箱內開關設備運行進行自動化管理。系統可實現數據的實時采集、數字通信、遠程操作與程序控制及設備維護信息管理等功能。

    1. 項目概況

    上海核工程研究設計院是隸屬于中國核工業集團公司的重點研究設計單位,該院新建大樓系統分為配電室和樓層部分，配電室高壓部分采用ACR330ELH采集諧波數據，WHD72采集溫濕度數據；低壓進線側采用ACR320ELH采集諧波、功率因數等數據， ACR220EK網絡電力儀表采集測量電流，開關狀態由輔助觸點接入ACR220EK儀表的DI（開關量輸入）接口。樓層部分由ACR220E采集電能數據。所有電參量數據由儀表的通訊接口經RS-485總線傳給上位機，實現遙測、遙控和遙信功能。        

    2. 系統拓撲結構

    上海核工院電力監控系統的拓撲結構如圖1。系統多采用分布式結構，按功能或區域進行劃分，模塊化設計。整個系統一般分為三層，即現場層、中間層、主控層。

    現場層主要任務是將現場的各種配電系統的運行參數進行采集和測量，并將采集和測量的各種數據傳輸給監控系統。其主要設備是：ACR330ELH、ACR320ELH諧波表，WHD72D溫濕度儀表、 ACR220EK網絡電力儀表，裝設在現場的電纜分接箱內。上述設備均相互獨立完成各自的功能，不依賴主控計算機運行，所有儀表都具備RS-485 通信接口，通過現場的RS-485總線將檢測到的各項電參數和狀態信號實時傳輸到中間層的數據處理單元。

    中間層位于現場層與主控層之間，由光電隔離器、串口服務器構成，現場485總線通過光電隔離器串口服務器與交換機相連，完成現場層設備與主控計算機之間的網絡通信聯接、數據交換。

    主控層位于中控室或值班室，配置高性能、高可靠性工業級計算機、UPS不間斷電源、打印機、報警裝置等。Acrel-3000電力監控軟件安裝在主控計算機上，通過軟件的人機界面和各種管理功能實現對整個配電系統的實時監控。

圖1 系統拓撲結構圖

    上海核工院新建樓層監控中心位于1層消控室，配電室位于地下2層車庫，距離不超過1200米，直接通過鋪設RS-485總線進行通訊即可，考慮到現場地理位置及走線方便合理等問題，采用8路RS-485網絡可將所有配電室監控點覆蓋；樓層部分考慮到走線方便問題，采用3路RS-485網絡，通過豎井、吊頂拉到消控室。

    3. Acrel-3000電力監控組態軟件解決方案

    Acrel-3000電力監控組態軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態方式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，比如在分布式網絡應用中，所有應用（例如趨勢曲線、報警等）對遠程數據的引用方法與引用本地數據完全相同，通過“組態”的方式可以縮短自動化工程師的系統集成的時間，提高集成效率。

   該系統實施后，實現了各類用電設備的電能報表，各用電回路的實時電參量遙測，重要回路的電能質量（含諧波）分析，以及重要回路的負荷用電趨勢等功能，圖表分別見圖2、圖3、圖4。

圖2實時電參量遠程抄表